Выбор провода по нагрузке: Калькулятор расчета сечения кабеля

Содержание

Выбор сечения провода от нагрузки

 

Приложение для телефона

Для телефонов на Android:

CuCalc - расчёт сечения кабеля

Возможности программы:

  • расчёт мощности для однофазного и 3-х фазного переменного тока, постоянного тока
  • расчёт силы тока по мощности нагрузки
  • выбор сечений электрических проводов, кабелей с учётом нагрева
  • отдельно выбор сечения кабеля с бумажной пропитанной изоляцией
  • подбор кабеля с учётом потери напряжения
  • расчёт сопротивления провода - активного и индуктивного

Скриншоты программы:

  

Скачать можно в Гугл Плей

 

Для iPhone, iPad:

ElectCalculator

Программа поможет быстро, "на ходу" рассчитать необходимые параметры кабеля.

Программа имеет удобный интерфейс - значения не надо вводить с клавиатуры, достаточно просто передвинуть слайдер - ползунок.

 

Подробнее ознакомиться и скачать можно здесь.  Стоимость 33 р.

 

Таблица зависимости сечения

Внимание! Мощность указана электрическая.

При подборе кабеля для кондиционера ориентируйтесь на ток или

электрическую мощность

(указаны на шильдике кондиционера)

Кабель проложен открыто

Кабель проложен в трубе

Сечение

Ток

Мощность

Ток

Мощность

мм2

А

кВт

А

кВт

  

220 В

380 В

220 В

380 В

0,5

11

2,4

 

 

 

0,75

15

3,3

 

 

 

1,0

17

3,7

6,4

14

3,0

5,3

1,5

23

5,0

8,7

15

3,3

5,7

2,0

26

5,7

9,8

19

4,1

7,2

2,5

30

6,6

11

21

4,6

7,9

4,0

41

9,0

15

27

5,9

10,0

6,0

50

11,0

19

34

7,4

12,0

10,0

80

17,0

30

50

11,0

19,0

,16,0

100

22

38

80

17,0

30,0

25,0

140

30

53

100

22,0

38,0

35,0

170

37

64

135

29

51,0

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.

Как правильно выбрать сечение кабеля, таблицы сечения по мощности и току

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

 

Таблица сечения кабеля по мощности и току

Обычно для практических нужд достаточно использовать таблицу сечения кабеля, которая находится в Правилах Устройства Электроустановок в таблицах 1. 3.4 и 1.3.5.

Также можно использовать следующие таблицы.

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

Для силового кабеля с медной жилой (ВВГ)

 


Для силового кабеля с алюминиевой жилой (АВВГ)

 

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

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

Какие параметры необходимо учесть для выбора правильного сечения кабеля

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

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

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

Способы расчёта сечения кабелей

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

Расчёт сечения по нагреву

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

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

Расчёт сечения по допустимым потерям напряжения

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

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

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

Расчёт сечения для однофазной и трехфазной сети

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

Расчёт тока однофазных нагрузок

Для вычисления этого параметра необходимо разделить мощность устройства на напряжение сети

I=P/U

В однофазной сети ~220В допускается использование упрощённой формулы

I=4,5P

Расчёт токов в трёхфазной сети

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

  • Электродвигатели. Для расчёта необходимо учесть КПД и cosφ, но допускается использование формулы

I=2P

  • Нагреватели. Эти установки рассматриваются как три однофазных нагревателя, и применяется формула

I=(P/3)/U=4,5(P/3)

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

Какое сечения кабеля выбрать в квартиру или частный дом

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

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

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

Выбор сечения провода

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА

При проектировании любых электрических сетей бытового или промышленного назначения, необходимо начинать с расчета и выбора сечения электропровода. От правильности расчета этого важного показателя зависит многое, и в первую очередь - это надежность всей электрической сети. От того, насколько правильно рассчитана электрическая сеть и насколько правильно сделан выбор сечения провода по этим расчетам, зависят и потери мощности в вашей сети, которые могут быть очень значительными при неправильном выборе сечения провода. Кроме этого, есть большая вероятность перегрева проводов и выхода их из строя, если выбор сечения проводов сделан несоответствующим образом.

 

Основными критериями для проектирования и выбора сечения проводов, являются величина токовой нагрузки, напряжение сети, мощность потребителя электроэнергии. Практически проектирование любой электросети и выбор проводов для нее начинается с определения характеристик электрооборудования, которое будет присутствовать в этой сети и потреблять электроэнергию. Если на участке сети будет находиться несколько потребителей электроэнергии, то для выбора сечения провода для этого участка их мощности суммируются. После определения главного показателя электросети-мощности потребления электроэнергии для каждого участка проектируемой электросети рассчитываются допустимые показатели токовой нагрузки. Для расчета этого важного показателя, от длительности которого (он также принимается во внимание), напрямую зависит выбор сечения проводов сети, применяется упрощенная формула, в которой присутствуют напряжение сети и мощность потребления для рассчитываемого участка сети.

 

После расчета допустимых значений токовой нагрузки и определения длительности этой нагрузки, необходимо выяснить еще один показатель электросети, который также влияет на выбор сечения проводов сети - это условия, при которых будет эксплуатироваться электросеть, температурный режим ее эксплуатации и способ прокладки электрической сети (открытый или закрытый).

 

После того, как допустимый ток и длительность токовой нагрузки рассчитаны, условия эксплуатации и способ прокладки электросети утверждены, можно приступать непосредственно к выбору сечения проводов, из которых эта сеть будет построена. Подбор кабелей и проводов электрической сети осуществляется по таблицам длительного допустимого тока нагрузки, где учитывается и способ прокладки кабелей и проводов сети. На практике, очень сложно выбрать провод или кабель, точно соответствующий расчетному току нагрузки. Для этих целей расчетные данные округляются с запасом в большую сторону.

 

Ниже, мы приводим таблицу для выбора сечения провода исходя из зависимости мощности и токовых характеристик оборудования.  Сечение провода необходимо определять из длительных токовых нагрузок, допускаемых в даном режиме эксплуатации оборудования. Токовые нагрузки можно определить по упрощенной формуле:

 

I = P ⁄ U × √3,, где

 

I - переменный ток, A; P - мощность потребителя электроэнергии, Вт; U – напряжение, В.

 

ДОПУСТИМЫЙ ДЛИТЕЛЬНЫЙ ТОК ДЛЯ ПРОВОДОВ И ШНУРОВ С РЕЗИНОВОЙ И ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ С МЕДНЫМИ ЖИЛАМИ

Сечение токо-проводящей

 жилы, мм

Ток, А, для проводов, проложенных

открыто

в одной трубе

двух одножильных

трех одножильных

четырех одножильных

одного

2-х жильного

одного

3- х жильного

0,5

11

-

-

-

-

-

0,75

15

-

-

-

-

-

1

17

16

15

14

15

14

1,2

20

18

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

170

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

-

-

-

-

-

 

Электрическая проводка должна отвечать требованиям безопасности, надежности и экономичности. Очень важно выбирать силовой кабель для прокладки производства известных и надежных производителей. 

Как выбрать сечение кабеля в зависимости от потребляемого тока, нагрузки

При планировании проводки в доме или квартире, при необходимости подключить новую бытовую технику, надо знать, какого сечения провода надо прокладывать. Есть два метода определения — по току и по нагрузке (мощности) подключаемого оборудования. В обоих случаях можно правильно выбрать сечение кабеля. Хотя специалисты больше склоняются к методу «по току», так как там можно учитывать пусковые токи.

Когда говорят, что выбрать сечение кабеля надо правильно, имеют в виду, что по проводник не должен работать на грани своих возможностей. Лучше если он эксплуатируется с меньшей нагрузкой чем максимально допустимая. Основной плюс — он будет меньше греться. Это хорошо, так как снижает вероятность появления пожара, продлевает срок службы кабеля (меньше температура — дольше служит оболочка).

Выбрать сечение кабеля можно по мощности (нагрузке) или по току

Есть в таком подходе и дополнительные плюсы. Во-первых, при замене старой техники чаще всего мы покупаем более мощную. Во-вторых, количество техники постоянно растет. Возможно, через год-два вам потребуется подключить какой-то новый аппарат. Если есть «запас», новую аппаратуру можно просто подключить, установив дополнительную розетку. Если проводка и так эксплуатируется по-максимуму, придется ее переделывать, прокладывая провода большего сечения (если выделенной на дом или квартиры мощности достаточно).

Содержание статьи

Как рассчитать сечение провода по току

Один из методов подбора характеристик кабеля — по току. В технических характеристиках приборов, которые будут подключаться к данной линии, находим максимальный (Imax) или потребляемый (I) ток. Все величины складываем, получаем общий ток, который должен пропускать провод без проблем. После этого по специальной таблице (чуть ниже), в которой прописана закономерность между сечением проводника и пропускаемым током, находим подходящее значение.

При работе с этой таблицей редко получается так, что в ней есть именно то значение тока, которое у нас получилось. В этом случае мы смотрим на ближайшее большее число. На меньшее число смотреть не стоит — проводка будет сильно греться и быстро выйдет из строя. К тому же постоянный нагрев может привести к возгоранию. Потому всегда смотрим на строку с большими цифрами.

Таблица выбора сечения кабеля по мощности и току (скрытая прокладка)

Теперь немного о том, какой параметр лучше брать в расчет — максимальный ток или потребляемый. Если сильно заботиться о электробезопасности или о том, чтобы от перегрева проводки не произошел пожар, то лучше брать максимальные токи. Как правило, это пусковые токи и они намного превышают эксплуатационные. Они дадут большой запас и проводка будет работать с малой нагрузкой, греться будет незначительно. Такой подход оправдан в пожароопасных домах — деревянных или каркасных. Пусть даже проводка укладывается в гофре или кабель-каналах, длительный нагрев может привести к пожару.

Если вы не любитель перестраховки, можно большую часть считать по потребляемому току, а на самом мощном приборе или на тех, которые в этой группе могут стартовать одновременно, взять максимальный ток. Этого должно быть достаточно, чтобы выбрать сечение кабеля с оптимальными характеристиками. Все равно вероятность того, что все приборы одновременно будут работать мала (хотя и существует, но тогда должен сработать автомат защиты).

В случае если выбрать сечение кабеля надо под какое-то одно мощное устройство — электроплиту, варочную панель, духовку и т.п. — берут максимальный ток. А вообще, лучше следовать инструкции по установке. Там обычно прописано все, вплоть до номиналов защитных автоматов и УЗО, и уж точно есть минимальный диаметр кабеля для подключения этого устройства.

Подбор по мощности и нагрузке

Второй способ похож на первый, только считается мощность подключенных приборов. Все устройства, которые подключаются на линию электропитания специалисты называют нагрузкой. Потому метод могут еще называть «выбором сечения кабеля по нагрузке». Названия разные, суть одна:

  • находите мощность всех приборов, которые подключены к линии;
  • суммируете их;
  • по таблице находите подходящее значение (в колонке мощность) и в столбике с соответствующим напряжением сети (220 в или 380 В) находите подходящее сечение проводника.

    Надо посчитать мощность всех устройств, которые будут включаться в эту линию электропитания

В данном случае, чтобы выбрать сечение кабеля,  тоже надо брать ближайшее большее число, но уже в столбике мощности. Причины те же: намного лучше, если кабель не будет работать на пределе возможностей — работать он будет дольше.

Где искать данные по мощности и току

Мощность и ток можно найти в паспорте к оборудованию. Но если книжечка где-то потерялась, есть другие способы сбора информации. На крупной бытовой технике на задней стенке крепится еще шильдик (металлическая пластинка) или наклейка, на которых указаны основные параметры. Обычно присутствует и мощность, и токовые характеристики.

Еще вариант — найти подобную модель в интернете, посмотреть ее данные там. Ну, и если совсем ничего не нашли, или определить диаметр кабеля надо для строящегося дома и техники еще нет в наличии, можно взять усредненные данные из таблиц. Одну приведем ниже.

Мощность бытовых приборов

При анализе табличных данных можно заметить, что некоторые виды техники дают с очень большим разбросом параметров. Какие данные брать в этом случае? Можно — средние, можно — максимальные. Зависит от вашего желания и от того, насколько мощную технику вы планируете установить. Но, как говорили раньше, в случае с электропроводкой, которая закладывается на десятилетия, лучше считать максимум.

Как делают чаще всего

При организации проводки в квартирах и частных домах набор бытовой техники и электроприборов, в основном, одинаковый и кабеля используют одинаковых диаметров. Так что выбрать диаметр кабеля можно по упрощенной методике. Например, вам надо подключить одно какое-то устройство (или несколько и вы знаете их суммарную мощность). Тогда можно воспользоваться стандартными наработками. В таблице приведены несколько подобных решений для сети 220 В. Это данные для медного кабеля скрытой прокладки (в стене, гофре или кабель канале).

Сечение кабеляРазрешенная (рабочая) нагрузка по токуМаксимальная нагрузка по токуРабочая мощностьМаксимальная мощность
1,5 мм210 А13 А2,2 кВт2,8 кВт
2,5 мм216 А20 А3,5 кВт4,4 кВт
4,0 мм225 А32 А5,5 кВт7 кВт
6,0 мм232 А40 А7 кВт8,8 кВт
10 мм250 А11 кВт

Если сравнить эти данные с данными таблицы выше, можно заметить, что токи и нагрузки тут меньше. Это потому, что тут учтен «запас» и даны оптимальные значения. В данном варианте учтено, что горят кабеля с недостаточным сечением, а нормально сделанная проводка служит десятилетиями. Потому лучше не экономить и заложить большее сечение.

Как учесть длину трассы и способ прокладки

Что еще надо учитывать при выборе сечения кабеля? В первую очередь — способ прокладки. Он может быть открытым и закрытым. А чем они отличаются с точки зрения выбора сечения кабеля? Тем что при прохождении тока проводник греется и чтобы он не перегревался, тепло надо отводить. При открытой прокладке кабеля он охлаждается лучше, при закрытой, находясь в ограниченном пространстве, — хуже. Потому при прокладке в трубах, стенах, кабель-каналах, гофре, берут выбирают кабель с жилами большего сечения. Это связано с тем что при прохождении тока одинаковой величины по проводнику меньшего диаметра, он греется больше. Эта зависимость отражена в больших таблицах. По ним можно выбрать сечение кабеля по мощности и току (смотрите ниже) для любого способа прокладки.

Таблица для выбора сечения кабеля (скрытая и открытая прокладка)

Сегодня открытая прокладка может быть только на улице — от столба до дома — или в виде ретро-проводки. Во всех остальных случаях ее прячут в стены. Даже если провода протянуты за натяжным или навесным потолком, проводка считается закрытой, кабели должны прокладываться в гофро-рукаве или кабель-канале.

Еще стоит учитывать длину трассы. Еще один известны из физики факт: при прохождении тока по проводнику, происходит постепенное падение напряжения. Чувствительная техника вроде стиральных машин, газовых котлов и т.п. на подобное падение реагирует появлением ошибки «сбои электропитания».

Как учесть длину трассы

Например, стиральные машинки часто подключают на выделенную линию, причем сечение выбирают 1,5 мм2. При таких параметрах линии техника нормально работает если длина трассы не более 25-30 м. При больших расстояниях от щитка техника работает нестабильно. Избавиться от этой ситуации можно только проложив кабель большего сечения.

Выбор провода для трансформатора по току в нагрузке

В домашних условиях для питания собранной конструкции нередко требуется сетевой понижающий напряжение трансформатор. Когда не удается найти подходящий по параметрам среди унифицированных.

Номинальный диаметр (d) провода (по меди), мм

Сечение медной жилы (Snp), мм кв.

Максимальный диаметр провода с изоляцией, мм

Допустимый ток, А при токовой нагрузке

ПЭВ-1

ПЭВ-2, ПЭТВ

2 А/мм кв

2,5 А/мм кв

3 А/мм кв

0,59

0,2734

0,64

0,66

0,547

0,683

0,820

0,62

0,3019

0,67

0,69

0,604

0,755

0,906

0,64

0,3217

0,70

0,72

0,643

0,804

0,965

0,67

0,3526

0,73

0,75

0,705

0,881

1,058

0,69

0,3739

0,74

0,77

0,748

0,935

1,122

0,72

0,4072

0,77

0,80

0,814

1,018

1,222

0,74

0,4301

0,80

0,83

0,860

1,075

1,290

0,77

0,4657

0,83

0,86

0,931

1,164

1,397

0,8

0,5027

0,86

0,89

1,005

1,257

1,508

0,85

0,5658

0,91

0,94

1,132

1,414

1,697

0,9

_ 0,6362

0,96

0,99

1,272

1,590

1,909

1,0

0,7854

1,07

1,09

1,571

1,963

2,356

1,25

1,227

1,32

1,35

2,453

3,067

3,681

1,3

1,327

1,38

1,41

2,654

3,317

3,981

1,4

1,539

1,48

1,51

3,078

3,847

4,617

1,5

1,767

1,58

1,61

3,534

4,417

5,301

1,56

1,911

1,64

1,67

3,822

4,777

5,733

1,62

2,061

1,70

1,73

4,122

5,152

6,183

1,68

2,217

1,76

1,79

4,434

5,542

6,651

1,74

2,378

1,81

1,85

4,756

5,945

7,134

1,81

2,573

1,89

1,93

5,146

6,432

7,719

1,9

2,827

1,99

2,02

5,654

7,067

8,481

2,0

3,132

2,09

2,12

6,264

7,83

9,396

2,24

3,929

2,34

2,37

7,858

9,82

11,787

2,44

4,676

2,54

2,57

9,352

11,69

14,028

2,63

4,895

2,60

2,63

9,79

12,237

14,685

Литература:
И.П. Шелестов - Радиолюбителям полезные схемы, книга 3.

Таблицы выбора сечения жилы при прокладке электрических проводов в резиновой или пластиковой (в том числе ПВХ=PVC) изоляции в зависимости от тока и нагрузки. Подходят для сетей 220/380В. Выбор сечения кабеля удлинителя в зависимости от длины и нагрузки.

Таблицы выбора сечения жилы при прокладке электрических проводов в резиновой или пластиковой (в том числе ПВХ=PVC) изоляции в зависимости от тока и нагрузки. Подходят для сетей 220/380В. Выбор сечения кабеля удлинителя в зависимости от длины и нагрузки.

ИТАК:

ПУЭЭ, Глава 1 нормирует допустимые длительные токи через различные виды проводов и кабелей. Другие главы регламентируют способы прокладки и прочие детали. Тем не менее мы приведем 3 таблицы для оперативного выбора площади сечения токопроводящей жилы кабеля (провода) для сетей 220/380В в зависимости от тока, нагрузки, температуры окружающей среды и способа прокладки, которыми сами пользуемся.

  • Выбираем сечения жилы (каждой) для рабочего тока или нагрузки (запоминаем ток, если прикидывали нагрузку) одиночного провода при температуре жил +65, окружающего воздуха +25 и земли + 15°С
  • Если температура не та, то смотрим поправочный коэффициент на ток в зависимости от температуры окружающей среды - если цепь вторичная = цепь управления, сигнализации, контроля, автоматики и релейной защиты электроустановок - то следующий пункт пропускаем
  • Если проводов более 1 , то смотрим поправочный коэффициент на ток в зависимости от способа прокладки
  • Делаем выбор еще раз, с учетом поправок, если нужно

Таблица 1. Выбора сечения жилы при одиночной прокладке проводов при температуре жил +65, окружающего воздуха +25 и земли + 15°С

Проложенные открыто, не пучком (в воздухе)

Проложенные в трубе

Сечение
жилы
мм2

Медь

Алюминий

Медь

Алюминий

Ток

Нагрузка, кВт

Ток

Нагрузка, кВт

Ток

Нагрузка, кВт

Ток

Нагрузка, кВт

А

1х220в

3х380в

А

1х220в

3х380в

А

1х220в

3х380в

А

1х220в

3х380в

0,5

11 2,4 - - - - - - - - - -

0,75

15 3,3 - - - - - - - - - -

1,0

17 3,7 6,4 - - - 14 3,0 5,3 - - -

1,5

23 5,0 8,7 - - - 15 3,3 5,7 - - -

2,0

26 5,7 9,8 21 4,6 7,9 19 4,1 7,2 14,0 3,0 5,3

2,5

30 6,6 11,0 24 5,2 9,1 21 4,6 7,9 16,0 3,5 6,0

4,0

41 9,0 15,0 32 7,0 12,0 27 5,9 10,0 21,0 4,6 7,9

6,0

50 11,0 19,0 39 8,5 14,0 34 7,4 12,0 26,0 5,7 9,8

10,0

80 17,0 30,0 60 13,0 22,0 50 11,0 19,0 38,0 8,3 14,0

16,0

100 22,0 38,0 75 16,0 28,0 80 17,0 30,0 55,0 12,0 20,0

25,0

140 30,0 53,0 105 23,0 39,0 100 22,0 38,0 65,0 14,0 24,0

35,0

170 37,0 64,0 130 28,0 49,0 135 29,0 51,0 75,0 16,0 28,0

Таблица 2. Поправочные коэффициенты на токи для кабелей, неизолированных и изолированных проводов и шин в зависимости от температуры земли и воздуха

Условная темпратура среды, °С  

Нормированная температура жил, °С  

Поправочные коэффициенты на токи при расчетной температуре среды, °С

-5 и ниже

  0

  +5

  +10

  +15

  +20

  +25

  +30

  +35

  +40

  +45

  +50

15 80 1,14 1,11 1,08 1,04 1,00 0,96 0,92 0,88 0,83 0,78 0,73 0,68
25 80 1,24 1,20 1,17 1,13 1,09 1,04 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,74
25 70 1,29 1,24 1,20 1,15 1,11 1,05 1,00 0,94 0,88 0,81 0,74 0,67
15 65 1,18 1,14 1,10 1,05 1,00 0,95 0,89 0,84 0,77 0,71 0,63 0,55
25 65 1,32 1,27 1,22 1,17 1,12 1,06 1,00 0,94 0,87 0,79 0,71 0,61
15 60 1,20 1,15 1,12 1,06 1,00 0,94 0,88 0,82 0,75 0,67 0,57 0,47
25 60 1,36 1,31 1,25 1,20 1,13 1,07 1,00 0,93 0,85 0,76 0,66 0,54
15 55 1,22 1,17 1,12 1,07 1,00 0,93 0,86 0,79 0,71 0,61 0,50 0,36
25 55 1,41 1,35 1,29 1,23 1,15 1,08 1,00 0,91 0,82 0,71 0,58 0,41
15 50 1,25 1,20 1,14 1,07 1,00 0,93 0,84 0,76 0,66 0,54 0,37 -
25 50 1,48 1,41 1,34 1,26 1,18 1,09 1,00 0,89 0,78 0,63 0,45 -

Таблица 3. Снижающие коэффициенты допустимых длительных токов в зависимости от способа прокладки (в пучках, в коробах, в лотках)

Снижающий коэффициент допустимых длительных токов для проводов, прокладываемых пучками в лотках и коробах

Снижающий коэффициент допустимых длительных токов для для проводов, прокладываемых в коробах и лотках

  • Допустимые длительные токи для проводов проложенных в коробах, а также в лотках пучками, должны приниматься как для проводов, проложенных в трубах.
  • При количестве одновременно нагруженных проводов более четырех, проложенных в трубах, коробах, а также в лотках пучками, токи для проводов должны приниматься по как для проводов, проложенных открыто (в воздухе), с введением снижающих коэффициентов
    • 0,68 для 5 и 6 проводов.
    • 0,63 для 7-9 проводов.
    • 0,6 для 10-12 проводов.
Количество проложенных проводов Снижающий коэффициент для проводов, питающих
Способ прокладки   одно жильных   много жильных отдельные электро приемники с коэффициен том использова ния до 0,7 группы электро приемников и отдельные приемники с коэф фициентом исполь зования 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
  • Допустимые длительные токи для проводов, проложенных в лотках, при однорядной прокладке (не в пучках) следует принимать, как для проводов, проложенных в воздухе.
  • Допустимые длительные токи для проводов, прокладываемых в коробах, следует принимать как для одиночных проводов, проложенных открыто (в воздухе), с применением снижающих коэффициентов, указанных в таблице.
  • При выборе снижающих коэффициентов контрольные и резервные провода и кабели не учитываются.
Выбор размера провода

- бортовая электросистема

Проволока производится в размерах в соответствии со стандартом, известным как американский калибр проволоки (AWG). Как показано на Рисунке 1, диаметры проволоки становятся меньше по мере увеличения номера калибра. Типичные размеры проводов варьируются от числа 40 до числа 0000.

Рис. 1. Американский калибр для стандартной отожженной сплошной медной проволоки

Номера калибра полезны для сравнения диаметров проводов, но не все типы проводов или кабелей можно точно измерить калибром.Провода большего размера обычно скручиваются для увеличения их гибкости. В таких случаях общую площадь можно определить, умножив площадь одной жилы (обычно вычисляемую в круглых милах, если известен диаметр или калибр) на количество жил в проводе или кабеле.

При выборе размера провода для передачи и распределения электроэнергии необходимо учитывать несколько факторов.

  1. Провода должны иметь достаточную механическую прочность для условий эксплуатации.
  2. Допустимые потери мощности (потери I2 R) в линии представляют собой электрическую энергию, преобразованную в тепло. Использование больших проводов снижает сопротивление и, следовательно, потери I2 R. Однако большие проводники дороже, тяжелее и нуждаются в более прочной опоре.
  3. Если источник поддерживает постоянное напряжение на входе в линии, любое изменение нагрузки в линии вызывает изменение линейного тока и, как следствие, изменение ИК-падения в линии. Большой разброс падения напряжения IR в линии приводит к плохой стабилизации напряжения на нагрузке.Очевидное средство - уменьшить ток или сопротивление. Уменьшение тока нагрузки снижает количество передаваемой мощности, тогда как уменьшение сопротивления линии увеличивает размер и вес требуемых проводников. Обычно достигается компромисс, при котором изменение напряжения на нагрузке находится в допустимых пределах, а вес линейных проводов не является чрезмерным.
  4. Когда через проводник протекает ток, выделяется тепло. Температура провода повышается до тех пор, пока излучаемое или рассеиваемое иным образом тепло не сравняется с теплом, выделяемым при прохождении тока через линию.Если проводник изолирован, тепло, выделяемое в проводнике, не так легко отводится, как если бы проводник не был изолирован. Таким образом, чтобы защитить изоляцию от чрезмерного нагрева, ток через проводник должен поддерживаться ниже определенного значения. Когда электрические проводники устанавливаются в местах с относительно высокой температурой окружающей среды, тепло, выделяемое внешними источниками, составляет значительную часть общего нагрева проводника. Необходимо учитывать влияние внешнего нагрева на допустимый ток проводника, и в каждом случае есть свои специфические ограничения.Максимально допустимая рабочая температура изолированных проводов зависит от типа используемой изоляции проводов.

Если желательно использовать провода сечением меньше №20, особое внимание следует уделить механической прочности и способам установки этих проводов (например, вибрации, изгибу и заделке). Провода, содержащие менее 19 жил, использовать нельзя. Следует рассмотреть возможность использования проводов из высокопрочных сплавов в проводах малого сечения для повышения механической прочности.Как правило, провода размером меньше №20 должны быть снабжены дополнительными зажимами и сгруппированы как минимум с тремя другими проводами. Они также должны иметь дополнительную опору на концах, например, втулки соединителя, зажимы для снятия натяжения, усадочные муфты или телескопические втулки. Их не следует использовать в приложениях, где они подвергаются чрезмерной вибрации, повторяющимся изгибам или частым отсоединениям от резьбовых соединений. [Рисунок 2]

Рисунок 2.Схема проводников, непрерывный (вверху) и прерывистый (внизу) поток

Текущая пропускная способность

В некоторых случаях провод может пропускать больший ток, чем рекомендуется для контактов соответствующего разъема. В этом случае именно номинал контакта определяет максимальный ток, который должен переноситься по проводу. Может потребоваться использование проводов большего сечения, чтобы они соответствовали диапазону обжима контактов разъема, которые рассчитаны на пропускаемый ток.На рис. 3 показано семейство кривых, с помощью которых можно определить коэффициент снижения характеристик пучка.

Рисунок 3. Одинарный медный провод на открытом воздухе

Максимальная рабочая температура

Ток, вызывающий установившееся температурное состояние, равный номинальной температуре провода, не должен превышаться. Номинальная температура провода может зависеть от способности проводника или изоляции выдерживать непрерывную работу без ухудшения характеристик.

1. Одиночный провод на открытом воздухе

Определение допустимой токовой нагрузки системы электропроводки начинается с определения максимального тока, который может выдержать провод заданного размера без превышения допустимой разницы температур (номинал провода минус температура окружающей среды). Кривые основаны на одиночном медном проводе на открытом воздухе. [Рисунок 3]


2. Провода в жгуте

Когда провода объединены в жгуты, ток, полученный для одиночного провода, должен быть уменьшен, как показано на рисунке 4.Величина снижения номинальных значений тока зависит от количества проводов в пучке и процента от общей емкости пучка проводов, которая используется.

Рис. 4. Кривая снижения характеристик пучка


3. Ремни на высоте

Поскольку потеря тепла из пучка уменьшается с увеличением высоты, величина тока должна быть уменьшена. На рисунке 5 представлена ​​кривая, с помощью которой можно получить коэффициент снижения номинальных характеристик по высоте.


Рис. 5. Кривая снижения номинальных характеристик на высоте


4. Алюминиевый проводник

Когда используется алюминиевый провод, размеры должны выбираться на основе номинальных значений тока, показанных на Рисунке 6. Использование размеров меньше, чем # 8, не рекомендуется. Алюминиевый провод не следует прикреплять к установленным на двигателе аксессуарам или использовать в зонах с коррозионными испарениями, сильной вибрацией, механическими нагрузками или там, где требуется частое отключение.Также не рекомендуется использовать алюминиевую проволоку для участков длиной менее 3 футов. Оконечное оборудование должно быть типа, специально разработанного для использования с проводкой из алюминия.


Непрерывный провода рабочего тока (ампер) в связках, группах, жгутах или кабелепроводах Макс. сопротивление Ом / 1000 футов
Проволока номинальная температура проводника

Рисунок 6.Максимальный ток и сопротивление алюминиевого провода.


Вычисление текущей пропускной способности

В следующем разделе представлены несколько примеров того, как рассчитать несущую способность электрического провода самолета. Расчет представляет собой пошаговый подход, и несколько графиков используются для получения информации для расчета допустимой нагрузки по току конкретного провода.

Пример 1

Предположим, что жгут (открытый или плетеный), состоящий из 10 проводов, размер 20, медь с номиналом 200 ° C и 25 проводов, размер 22, медь с номиналом 200 ° C, установлен в зоне, где температура окружающей среды составляет 60 ° C, и самолет способен работать на высоте 35 000 футов.Анализ схемы показывает, что 7 из 35 проводов в жгуте (7⁄35 = 20 процентов) несут силовые токи, близкие к допустимой или превышающие ее.

Шаг 1. См. Кривые для одиночного провода на рис. 7. Определите изменение температуры провода, чтобы определить номинальные параметры на открытом воздухе. Поскольку температура окружающей среды составляет 60 ° C и рассчитана на 200 ° C, изменение температуры составляет 200 ° C - 60 ° C = 140 ° C. Следите за разницей температуры 140 ° C по горизонтали, пока она не пересечется с линией размера провода на Рисунке 8.Номинальный ток свободного воздуха для размера 20 составляет 21,5 ампер, а номинальный ток свободного воздуха для размера 22 - 16,2 ампер.

Рисунок 7. Жгут проводов с защитным кожухом


Рисунок 8. Экранированный жгут проводов для управления полетом

Шаг 2 - См. Кривые снижения характеристик пучка на Рисунке 4.Кривая 20% выбрана, поскольку анализ схемы показывает, что 20 или менее процентов провода в жгуте проводов будут пропускать токи, и будет использовано менее 20 процентов емкости жгута. Найдите 35 (по горизонтальной оси), поскольку в пучке 35 проводов, и определите коэффициент снижения номинальных характеристик 0,52 (по вертикальной оси) по 20-процентной кривой.

Шаг 3. Уменьшите номинальное значение номинального тока свободного воздуха для габарита 22, умножив 16,2 на 0,52, чтобы получить номинальный ток ремня безопасности 8,4 А. Уменьшите рейтинг бесплатного воздуха для размера 20, умножив на 21.5 на 0,52, чтобы получить номинальный ток 11,2 А.

Шаг 4. См. Кривую снижения номинальных характеристик по высоте на рис. 5. Найдите 35 000 футов (по горизонтальной оси), поскольку это высота, на которой летает самолет. Обратите внимание, что номинальные параметры провода должны быть уменьшены в 0,86 раза (по вертикальной оси). Уменьшите номинал ремня размера 22, умножив 8,4 ампера на 0,86, чтобы получить 7,2 ампера. Уменьшите номинал ремня размера 20, умножив 11,2 ампера на 0,86, чтобы получить 9,6 ампера.

Шаг 5 - Чтобы найти общую емкость жгута, умножьте общее количество проводов размера 22 на уменьшенную емкость (25 × 7.2 = 180,0 ампер) и прибавьте к этому количество проводов размера 20, умноженное на уменьшенную мощность (10 × 9,6 = 96,8 ампер), и умножьте полученную сумму на 20-процентный коэффициент мощности жгута проводов. Таким образом, общая емкость жгута составляет (180,0 + 96,0) × 0,20 = 55,2 ампер. Было определено, что общий ток жгута не должен превышать 55,2 А, провод размера 22 не должен выдерживать более 7,2 ампер, а провод размера 20 не должен выдерживать более 9,6 ампер.

Шаг 6 - Определите фактический ток цепи для каждого провода в жгуте и для всего жгута.Если значения, рассчитанные на шаге 5, превышаются, выберите провод следующего большего размера и повторите вычисления.
Пример 2

Предположим, что жгут (открытый или плетеный), состоящий из 12 медных проводов размера 12, рассчитанных на 200 ° C, эксплуатируется при температуре окружающей среды 25 ° C на уровне моря и 60 ° C на высоте 20 000 футов. Все 12 проводов работают на максимальной или близкой к ней мощности.

Шаг 1 - Обратитесь к кривой для одиночного провода в свободном воздухе на Рисунке 3, определите разность температур провода для определения номинальных значений температуры в свободном воздухе.Так как провод имеет температуру окружающей среды 25 ° C и 60 ° C и рассчитан на 200 ° C, разница температур составляет 200 ° C - 25 ° C = 175 ° C и 200 ° C - 60 ° C = 140 ° C. , соответственно. Следуйте линиям разницы температур 175 ° C и 140 ° C на Рисунке 9, пока каждая из них не пересечет линию сечения провода. Номинальные параметры для свободного воздуха для размера 12 составляют 68 ампер и 59 ампер соответственно.

Рис. 9. Схема проводников, непрерывный (вверху) и прерывистый (внизу) поток

Шаг 2 - См. Кривые снижения номинальных характеристик на Рисунке 4.Кривая 100% выбрана, потому что мы знаем, что все 12 проводов несут полную нагрузку. Найдите 12 (по горизонтальной оси), поскольку в пучке 12 проводов, и определите коэффициент снижения номинальных характеристик 0,43 (по вертикальной оси) по 100-процентной кривой.

Шаг 3 - Уменьшите номинальные значения для свободного воздуха для размера №12, умножив 68 ампер и 61 ампер на 0,43, чтобы получить соответственно 29,2 ампера и 25,4 ампера.

Шаг 4 - Обратитесь к кривой снижения номинальных характеристик по высоте на Рисунке 5, найдите уровень моря и 20 000 футов (по горизонтальной оси), поскольку это условия, при которых нагрузка переносится.Провода необходимо уменьшить в 1,0 и 0,91 раза соответственно.

Шаг 5 - Уменьшите номинальные значения размера 12 в связке, умножив 29,2 ампера на уровне моря и 25,4 ампера на высоте 20 000 футов на 1,0 и 0,91, соответственно, чтобы получить 29,2 ампера и 23,1 ампера. Общая емкость пучка на уровне моря и температуре окружающей среды 25 ° C составляет 29,2 × 12 = 350,4 ампер. При температуре окружающей среды 60 ° C и температуре 20000 футов емкость пучка составляет 23,1 × 12 = 277,2 ампер. Каждый провод размером 12 может выдерживать ток 29,2 А на уровне моря при температуре окружающей среды 25 ° C или 23.1 ампер на высоте 20 000 футов и температуре окружающей среды 60 ° C.

Шаг 6 - Определите фактический ток цепи для каждого провода в жгуте и для жгута. Если значения, рассчитанные на шаге 5, превышаются, выберите провод следующего большего размера и повторите вычисления.


Допустимое падение напряжения

Падение напряжения в основных проводах питания от источника генерации или от батареи к шине не должно превышать 2 процентов регулируемого напряжения, когда генератор пропускает номинальный ток или батарея разряжается с 5-минутной скоростью.Таблица, показанная на рисунке 10, определяет максимально допустимое падение напряжения в цепях нагрузки между шиной и землей оборудования.


Допустимое падение напряжения при продолжительной работе

Рисунок 10.Табличка (допустимое падение напряжения между шиной и землей применяемого оборудования).

Сопротивление обратного тока через конструкцию самолета обычно считается незначительным. Однако это основано на предположении, что было обеспечено адекватное соединение с конструкцией или специальный путь возврата электрического тока, который способен пропускать требуемый электрический ток с незначительным падением напряжения. Чтобы определить сопротивление цепи, проверьте падение напряжения в цепи.Если падение напряжения не превышает предела, установленного производителем самолета или продукта, значение сопротивления цепи можно считать удовлетворительным. При проверке схемы входное напряжение следует поддерживать на постоянном уровне. На рисунках 11 и 12 показаны формулы, которые можно использовать для определения электрического сопротивления проводов, и некоторые типичные примеры.


Проверить расчетное падение напряжения (VD) = (сопротивление / фут) (длина) (ток)

Рисунок 11.Определение требуемого сечения луженой медной проволоки и проверка падения напряжения .



Максимум Длина кабеля (фут) Проверить расчетное падение напряжения (VD) = (сопротивление / фут) (длина) (ток)
Рисунок 11.Определение максимальной длины луженого медного провода и проверка падения напряжения .

Для проверки падения напряжения можно использовать следующую формулу. Сопротивление / фут можно найти на рисунках 11 и 12 для размера провода.

Расчетное падение напряжения (VD) = сопротивление / фут × длина × ток

Инструкции по электросхеме

Чтобы выбрать правильный размер электрического провода, необходимо выполнить два основных требования:

  1. Размер провода должен быть достаточным для предотвращения чрезмерного падения напряжения при пропускании необходимого тока на требуемое расстояние.[Рисунок 10]
  2. Размер должен быть достаточным для предотвращения перегрева провода, по которому проходит требуемый ток. (См. Максимальную рабочую температуру для расчета методов расчета допустимой нагрузки по току.)

Чтобы соответствовать двум требованиям для выбора правильного размера провода с использованием рисунка 2, необходимо знать следующее:

  1. Длина провода в футах.
  2. Количество переносимых ампер тока.
  3. Допустимое допустимое падение напряжения.
  4. Требуемый постоянный или прерывистый ток.
  5. Расчетная или измеренная температура проводника.
  6. Провод должен быть проложен в кабелепроводе и / или пучке?
  7. Провод должен быть проложен как однопроволочный на открытом воздухе?
Пример А.

Найдите размер провода на Рисунке 2, используя следующую известную информацию:

  1. Длина участка провода 50 футов, включая провод заземления.
  2. Текущая нагрузка 20 ампер.
  3. Источник напряжения 28 вольт от шины к оборудованию.
  4. Цепь работает в непрерывном режиме.
  5. Расчетная температура проводника не более 20 ° C. Шкала слева от диаграммы представляет максимальную длину провода в футах, чтобы предотвратить чрезмерное падение напряжения для указанной системы источника напряжения (например, 14 В, 28 В, 115 В, 200 В). Это напряжение указано вверху шкалы, а соответствующий предел падения напряжения для непрерывной работы - внизу. Шкала (наклонные линии) в верхней части диаграммы представляет собой амперы.Шкала внизу диаграммы представляет собой калибр провода.

Шаг 1 - На левой шкале найдите длину провода в 50 футах под столбцом источника 28 В.

Шаг 2 - Следуйте соответствующей горизонтальной линии вправо, пока она не пересечет наклонную линию для 20-амперной нагрузки.

Шаг 3 - На этом этапе опустите вертикально вниз диаграммы. Значение находится между № 8 и № 10. Выберите следующий провод большего размера справа, в данном случае № 8. Это провод наименьшего размера, который можно использовать без превышения предела падения напряжения, указанного в нижней части. левая шкала.Этот пример нанесен на диаграмму проводов на рисунке 2. Используйте рисунок 2 (вверху) для непрерывного потока и рисунок 2 (внизу) для прерывистого потока.


Пример Б.

Найдите размер провода на Рисунке 2, используя следующую известную информацию:

  1. Длина участка провода 200 футов, включая провод заземления.
  2. Текущая нагрузка 10 ампер.
  3. Источник напряжения 115 вольт от шины к оборудованию.
  4. Цепь работает с перебоями.

Шаг 1 - На шкале слева найдите провод длиной 200 футов под столбцом источника 115 В.

Шаг 2 - Следуйте соответствующей горизонтальной линии вправо, пока она не пересечет наклонную линию для 10-амперной нагрузки.

Как выбрать размер провода для данной нагрузки (Часть 8 из 8)

Эта часть «Обобщает правила и спрашивает, что насчет 100% устройств».

Автор: Фредерик П. Хартвелл, Hartwell Electrical Services, Inc.

Предыдущая статья в этой серии закончилась двумя фидерами в общем кабельном канале с температурой окружающей среды 45 ° C, каждый из которых выдерживает ток 68 ампер. продолжительной нагрузки и 52 ампер. прерывистой нагрузки. Мы предположили, что правильным выбором для этой установки будут проводники 2/0 THHN. В качестве обзора мы вернемся к различным правилам определения размеров с точки зрения проницательного инспектора.

Шаг первый: Убедитесь, что устройство максимального тока достаточно велико.Он должен нести всю нагрузку плюс дополнительные 25% непрерывной части нагрузки, чтобы его внутренняя работа была правильной. Расчет:

52А + 68А (1,25) = 137А. Автоматический выключатель на 150 А - это следующий по величине стандартный типоразмер, отвечающий этому требованию.

Шаг второй: Терминалы должны работать достаточно холодно, чтобы соответствовать параметрам списка для подключенного оборудования. При этом определении необходимо включить дополнительные 25% непрерывной части нагрузки, чтобы в емкости проводов было достаточно места, чтобы они могли служить частичным теплоотводом для тепла, выделяемого в любом подключенном оборудовании.Используйте столбец Таблица 310-16 допустимой токовой нагрузки, соответствующий размеру оборудования, как указано в Разделе 110-14 (c) и перечнях продуктов. Как и на первом этапе, этот расчет выходит на 137A. Изучая отрывок из таблицы ниже, поскольку медный провод 1/0 выдерживает 150 А без превышения температурных пределов 75 ° C, он будет работать еще холоднее, если его попросят нести только 137 А. С другой стороны, провод № 1, независимо от типа изоляции, будет работать при температуре от 75 ° C до 90 ° C, если его попросят пронести 137A. Так как № 1/0, следовательно, является правильным минимальным размером, размер 2/0, выбранный вначале, должен соответствовать этому правилу.

Таблица 310-16. (только отрывки)

Размер

Температурный класс проводника (см. Таблицу 310-13)

Размер

AWG или

тыс. Миль

60

° С

(140

° F)

75

° С

(167

° F)

90

° С

(194

° F)

60

° С

(140

° F)

75

° С

(167

° F)

90

° С

(194

° F)

AWG или

тысяч кубометров

МЕДЬ

АЛЮМИНИЙ ИЛИ АЛЮМИНИЙ с МЕДЬЮ

10 *

30

35

40

25

30

35

10 *

8

40

50

55

30

40

45

8

6

55

65

75

40

50

60

6

4

70

85

95

55

65

75

4

3

85

100

110

65

75

85

3

2

95

115

130

75

90

100

2

1

110

130

150

85

100

115

1

1/0

125

150

170

100

120

135

1/0

2/0

145

175

195

115

135

150

2/0

3/0

165

200

225

130

155

175

3/0

4/0

195

230

260

150

180

205

4/0

КОЭФФИЦИЕНТЫ КОРРЕКЦИИ

Окружающий

Темп.(

° С)

Для температур окружающей среды, отличных от 30

° C (86 ° F), умножьте допустимые значения силы тока, указанные выше, на соответствующий коэффициент, указанный ниже.

Окружающий

Темп. (

° F)

36-40

0,82

0,88

0.91

0,82

0,88

0,91

96-104

41-45

0,71

0,82

0,87

0,71

0,82

0.87

105-113

46-50

0,58

0,75

0,82

0,58

0,75

0,82

114-122

* См. Раздел 240-3.

Шаг третий: Проволока не должна перегреваться во время пробега.№ 2/0 THHN может выдерживать ток 195 А при нормальных условиях. В этих условиях использования, с шестью токоведущими проводниками в общей дорожке кабельного канала и при температуре окружающей среды 45 ° C, указанную в таблице допустимую токовую нагрузку необходимо умножить на два коэффициента снижения номинальных характеристик:

195A x 0,8 x 0,87 = 136A

Поскольку это число превышает фактическую, а не фантомную нагрузку, которую необходимо переносить (120 А), это правило выполняется. Обратите внимание, что мы не сравнивали этот результат с минимальным значением 137A для прекращения работы.Опять же, это совершенно другой расчет.

Шаг четвертый: Провод всегда должен быть защищен и никогда не перегружен. Не упускайте из виду тот факт, что устройство максимального тока всегда должно защищать провод. Для цепей на 800 ампер и меньше раздел 240-3 (b) NEC допускает устройство максимального тока следующего более высокого стандартного размера для защиты проводников. Выше этой точки, согласно Разделу 240-3 (c) NEC, размер кабеля не ниже номинала устройства защиты от сверхтока. В качестве окончательной проверки убедитесь, что размер устройства максимального тока, выбранного для выдерживания длительных нагрузок, защищает проводники в соответствии с этими правилами; в противном случае вам потребуется соответственно увеличить размер проводника.Обратитесь к обсуждению прерывистых нагрузок (ниже), чтобы увидеть пример того, где, даже после выполнения как согласования, так и расчетов допустимой нагрузки, это соображение вынуждает вас изменить результат. В этом случае, однако, автоматический выключатель на 150 А является устройством следующего более высокого стандартного размера по сравнению с окончательной установленной допустимой токовой нагрузкой проводника, равной 136 А.

Кроме того, не упускайте из виду тот факт, что независимо от разрешения следующего более высокого стандартного размера провод никогда не должен быть перегружен сверх допустимой допустимой нагрузки.В этом случае нагрузка составляет 120 А, а допустимая нагрузка - 136 А. Таким образом, этот принцип также был соблюден.

Малые проводники (сноска к таблице 310-16)
Небольшие проводники (№ 14, 12 и 10) представляют собой дополнительную складку. NEC налагает особые ограничения на защиту от сверхтоков, превышающие значения в таблицах допустимой токовой нагрузки для этих небольших проводов. Обычно защитное устройство от сверхтока для провода № 14 не может превышать 15 ампер; для провода №12 - 20 ампер; для No.10 провод, 30 ампер. Однако более высокие значения силы тока этих проводов остаются такими, как указано в таблице, и в некоторых случаях, особенно в цепях двигателей, это ограничение не применяется. Как правило, выполняйте все расчеты допустимой токовой нагрузки, как описано выше, на основе пределов таблицы допустимой токовой нагрузки. Но в самом конце убедитесь, что ваше устройство максимального тока не превышает эти конкретные пределы ампер, если вы не попадаете в одно из исключений, специально указанных в таблице NEC Section 240-3 (g)

. Непрерывные нагрузки
Предположим, что на нашем фидере на 150 ампер нет постоянной нагрузки.Предположим, что шесть токоведущих проводов, как и раньше, проходят по общей дорожке, но температура окружающей среды не превышает 30 ° C. Терминатор не обязательно должен включать в себя допуск на фантомную нагрузку, но он все же должен предполагать ограничения на терминирование 75 ° C. Провод № 1 будет нести фактическую нагрузку в 120 ампер, не превышающую 75 ° C, и, следовательно, будет казаться пригодным для использования, пока вы не рассмотрите взаимное влияние нескольких проводников в общей дорожке качения. Предположим, вы подключились к проводнику THHN № 1 с токовой нагрузкой 150.Будет ли он безопасно выдерживать нагрузку на 120 А? Да, потому что 150А х 0,8 = 120А. Не перегреет ли выводы выключателя? Нет, потому что медь №1 - это медь №1 - независимо от типа изоляции, она не поднимется до 75 ° C, пока не будет выдерживать ток 130 ампер. Но его окончательная пониженная допустимая нагрузка внутри кабелепровода составляет 120 ампер. Следующее устройство максимального тока стандартного размера - 125 ампер. Выключатель на 150 А не защищает этот провод в этих условиях использования, и его необходимо уменьшить до 125 А, иначе вам нужно увеличить сечение провода до 1/0.

Устройства с полной, 100% продолжительной номинальной нагрузкой или заделкой 90 ° C
Есть устройства, которые производятся и перечисляются так, чтобы постоянно соответствовать 100% своего рейтинга, и NEC признает их использование в исключительных случаях. Выполните расчеты так же, как если бы нагрузки были непостоянными. В этом примере автоматический выключатель может быть на 125 ампер, но провод все равно должен быть 2/0, с защитой не более 150 А. Некоторые устройства включают допуск на заделку 90 ° C, в этом случае следуйте тем же процедурам, что и в этой статье, но оставайтесь в столбце 90 ° C.Обычно в этих приложениях используются очень большие размеры корпуса выключателя в диапазоне 600 ампер (хотя расцепители могут быть меньше, даже такие маленькие, как в примере, используемом здесь). Эти продукты сопровождаются дополнительными ограничениями, такими как количество, которое может использоваться в одном корпусе, и минимальные требования к номинальной температуре для проводников, подключенных к ним. Предупреждение о проводах, имеющих два конца, здесь особенно актуально; имейте в виду, что одно из этих устройств на одном конце цепи ничего не говорит о пригодности оборудования на другом конце.

Примечание автора:
Другая версия этого анализа вскоре появится в главе 26 нового 18-го издания документа Practical Electrical Wiring. В настоящее время издано Park Publishing, это классическое произведение, созданное в 1939 году под авторством H.P. Рихтера, с тех пор постоянно публикуется. Автор взял на себя ответственность за эту работу.

Благодарности
Обозначения «Национальный электротехнический кодекс» и «NEC» относятся к Национальному электротехническому кодексу, который является зарегистрированным товарным знаком Национальной ассоциации противопожарной защиты.

Об авторе…
Обозреватель EC Online и признанный на национальном уровне эксперт по NEC Фред Хартвелл широко известен как один из самых плодовитых участников NEC: почти тысяча предложений и комментариев за эти годы была напечатана. У него есть опыт работы с тремя циклами кода на одной из панелей создания кода. Он имеет многолетний контрактный опыт в Иллинойсе и Массачусетсе. Он также работал инспектором по электрике в течение пятнадцати лет и был главным электриком в кампусе колледжа. (Вернуться к началу)

Провода и кабели

Провода, как мы определяем здесь: используется для передачи электричества или электрических сигналов. Провода бывают разных форм и сделаны из разных материалов. Они могут показаться простыми, но инженеры известно о двух важные точки:

-Электричество в длинных проводах, используемых для передачи, ведет себя совсем иначе , чем в коротких провода, используемые в конструкции устройств
-Использование проводов в цепях переменного тока вызывает всевозможные проблемы , например скин-эффект и эффекты близости.

1. Сопротивление / импеданс
2. Скин-эффект
3. Типы конструкций проводов

4. Подробнее о материалах проводов
5. Изоляция проводов

1.) Поведение электричества в проводах: сопротивление и импеданс


Важно знать, имеете ли вы дело с постоянным или переменным током в данном проводе. Мощность переменного тока имеет очень сложную физику, которая вызывает некоторые странные эффекты. Это была одна из причин, почему Электроэнергия переменного тока была разработана в 1890-х годах, намного позже мощности постоянного тока.Инженеры любят C.P. Штайнмецу пришлось сначала разберитесь с математикой и физикой.

Питание переменного тока:
В сети переменного тока любит путешествовать рядом поверхность проволоки (скин-эффект). Мощность переменного тока в проводе также вызывает вокруг него формируется магнитное поле (индуктивность). Это поле влияет на другие соседние провода (например, в обмотке), вызывающие эффект близости. Со всеми этими свойствами необходимо иметь дело при проектировании цепи переменного тока.

Питание постоянного тока:
In Постоянный ток проходит через весь провод.

Размер проводника и материал (питание переменного и постоянного тока):

Электричество легче передается в местах с высокой проводимостью. элементы, такие как медь, серебро или золото, менее проводящие Чем больше диаметр материала, тем больше должен быть диаметр, чтобы выдерживать такую ​​же токовую нагрузку.

Инженеры выбирают правильные диаметр проволоки для работы, повышение тока в проволоке увеличивает удельное сопротивление и выделяет больше тепла.Как вы увидите на схеме ниже, медь может выдерживать больший ток, чем алюминий, при той же нагрузке.

Внизу: Когда сэр Хамфри Дэви пропустил большой ток через тонкий платиновый провод в 1802 году, когда он светился. и сделал первые лампы накаливания! но всего через несколько секунд проволока расплавилась и испарилась из-за тепло, вызванное сопротивлением в проводе.


Качество материала: примеси и кристаллы:

Большинство материалов содержат примеси. В меди содержание кислорода и других материалов в меди влияет на проводимость, поэтому медь, из которой будет сделан электрический провод, легируется по-другому. чем медь, которая скоро станет водопроводом.

Металлы кристаллические (как вы увидите в нашем видео о меди).Монокристаллическая медь или алюминий лучше проводимость, чем у поликристаллических металлов, однако крупнокристаллическая медь очень дорого обходится производят и используются только в высокопроизводительных приложениях.

Удельное сопротивление:

Сопротивление в проводе описывает возбуждение электронов в проводе. материал проводника. Это возбуждение приводит к выделению тепла и потере эффективности. На раннем этапе создания постоянного тока Томас Эдисон не мог послать свою энергию на большие расстояния без использования медные провода большого диаметра за счет сопротивления на расстоянии.Это сделало мощность постоянного тока не рентабельно и допускает рост мощности переменного тока.

Измерительные инструменты:
Инженеры используют закон Ома чтобы рассчитать, какое сопротивление будет иметь данный провод. Это говорит нам, сколько энергии мы потеряет на расстоянии.

I = V / R Amps = Вольт, деленное на сопротивление

Формулы сопротивления и проводимости:

Сопротивление = удельное сопротивление / площадь поперечного сечения
Проводимость = 1 / Сопротивление

Когда сопротивление хорошее:
Создание Тепло в проводе обычно является признаком потери энергии, однако в вольфрамовом или танталовой проволоки, тепло заставляет проволоку светиться и производить свет, который может быть желательным.Вольфрам используется для изготовления нитей потому что он имеет очень высокую температуру плавления. Проволока может сильно нагреться и ярко светятся, не таять. Вольфрам очень плохо подходит для передачи энергии поскольку большая часть прошедшей энергии теряется в виде тепла и света.

По мощности передачи мы ищем как можно более низкое удельное сопротивление, мы хотим для передачи энергии на большие расстояния без потери энергии из-за тепла. Мы измеряем сопротивление в проводе в Ом на 1000 футов или метров. Чем дольше электричество должно пройти, тем больше энергии оно теряет.

Сверхпроводящий провод и сопротивление:

Вверху: сверхпроводящий проволоку можно превратить в металлическую «ленту»


Вверху: Карл Роснер, Марк Бенц и другие использовали специальные катушки сверхпроводящего провода для производства всего мира первый магнит на 10 тесла.Вместо меди используются ниобий и олово. поскольку материалы работают по-разному при разных температурах.

Одно из отличных решений для передачи энергии - это сверхпроводники. Когда металл становится очень холодным (приближаясь к абсолютному нулю), он приобретает проводимость бесконечности. В какой-то момент сопротивления вообще нет. Были экспериментальные сверхпроводящие линии высокого напряжения, которые смогли передавать мощность практически без потерь, однако технология недостаточно развит, чтобы быть рентабельным.

Магнитные поля (индуктивность и импеданс):

Каждый провод, используемый для передачи переменного тока, создает магнитное поле, по которому течет ток. В магнитное поле визуализируется концентрическими кольцами вокруг поперечного сечения провода, каждое кольцо ближе к проводу имеет более прочный магнитная сила. Магнитные поля полезны для создания очень сильных магнитов (когда они находятся в катушке) i.е. изготовление двигателей и генераторы, однако эти магнитные поля нежелательны в линиях электропередачи.

В то время как сопротивление провода может препятствовать прохождению тока и выделять тепло, индуктивность провод / линия передачи также могут препятствовать прохождению тока, но это сопротивление не выделяет тепла, так как энергия «теряется» при создании магнитного поля, а не чем возбуждение электронов в материале. Этот импеданс называется реактивным сопротивлением переменного тока. Схемы.Мы использовали слово «потерянный», однако сила на самом деле не потеряна, она используется для создания магнитного поля. поле и возвращается, когда магнитное поле схлопывается.

2.) Скин-эффект:


В сети переменного тока электроны любят течь по вне провода. Это потому, что изменение тока вперед и назад вызывает вихревые токи, которые приводят к вытеснению тока к поверхности.

Глубина кожи

Глубина скин-слоя - это фиксированное число для данной частоты, удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости.Чем выше частота переменного тока в системе, тем сильнее сжимается ток. на внешней стороне провода, поэтому провод, который используется с частотой 60 Гц при заданном напряжении, будет не будет нормально на 200 МГц. Инженеры всегда должны При проектировании цепей учитывайте скин-эффект. Увидеть сайт Википедии для формула, используемая для расчета глубины скин-слоя.

Вверху: инженеры преодолели скин-эффект с помощью изолированного многожильного провода. Если вы сделаете отдельные пряди равными одной толщине скин-слоя, большая часть тока будет протекать по всей поперечное сечение, и вы используете всю медь. Обратной стороной является то, что ваш провод должен иметь больший размер. диаметр, так как вам нужно все дополнительное пространство для утепления. По мере того, как проволочные пряди становятся меньше в диаметре, а изоляция остается той же толщины, соотношение площади меди к изоляции может стать меньше единицы, тогда у вас будет больше изоляции, чем медь в обмотке или кабеле.

Ниже: более высокая частота переменного тока = меньшая глубина скин-слоя. «Более быстрый» ток чередуется вперед и назад тем больше вихревых токов он создает. Эта высокая частота блок питания работает в диапазоне МГц, обратите внимание на специальный провод, используемый на право. Провод кажется многожильным и оголенным, но это не так, он имеет прозрачное эмалевое покрытие, изолирующее его, поэтому каждая небольшая жилка несет свою часть тока, при этом ток идет снаружи каждой пряди.Это дает большую площадь поверхности в целом и позволяет большое количество тока для прохождения.


Вверху: компактный люминесцентный легкая электроника, трансформатор очень маленький и спроектирован очень дешево. Эти детали часто выходят из строя до окончания типичного жизненный цикл агрегата »

Инженеры и затраты Сберегательный дизайн:

Инженеры используют математику для расчета «глубины скин-слоя», чтобы узнать, сколько проволоки используется для проведения электричества.Это важная часть инженеров-электриков работают над проектированием энергосистем. Этот работа также связана с экономией средств, как могут понять инженеры какой калибр и какой тип провода использовать и сравнить с другие материалы и конфигурации. Старый электрический двигатели и генераторы из начало 20 века, как известно, длилось долгое время, потому что в то время инженеры могли спроектировать обмотки и тип провода для лучшей производительности, так как затраты на оборудование и машины были выше.Сегодня многие двигатели перегорают, потому что инженеры вынуждены использовать самый дешевый вариант - наименьшее количество материала который может выдерживать ток, однако, когда двигатель начинает при перегреве более тонкие провода из более дешевого материала быстрее сгорают. Балласты (трансформаторы) в современных системах освещения имеют общеизвестную короткий срок службы в целях снижения стоимости единицы продукции.

Практическое упражнение: Как затраты влияют на дизайн

Вы можете увидеть и почувствуйте работу инженеров в конструкции провода вокруг вашего дома.Просто найдите старые блоки питания или профессиональные блоки питания используется с дорогостоящими машинами или инструментами. Почувствуйте вес этих стеновые блоки или блоки питания. Теперь найдите детскую игрушку или мобильный телефон зарядное устройство. Почувствуйте, насколько легкими кажутся трансформаторы по сравнению с ними.
Если вам повезет, вы можете найти два трансформатора, преобразующие мощность. от стены (120 или 220 В) на такое же напряжение постоянного тока для устройства. Если открыть корпус, можно увидеть разницу в размерах. калибра обмоток, а также от того, используют ли они медь или алюминий.Вы четко увидите, как влияет на дизайн общий предмет.


3.) Типы проводов:


Ниже: Типы провода, используемого коммунальными предприятиями при передаче электроэнергии:

Ниже: фиксированная проводка, используемая в домах, и шнуры, используемые в динамиках, бытовая техника и телефонные системы.На рисунке ниже показаны старые провода, которые когда-то использовались в домах (кабель SJTWA и тип SE), и современные стандартный ромекс.

ЭЛЕКТРОПРОВОДКА 1880-х годов по настоящее время:

Вверху: 3 проводника подземный медный провод (сейчас редко)

Внизу: плоская лента провод, используемый в сверхпроводящих магнитах

Лучший провод для вакансия:

Все инженеры-электрики должны знать о проводах и думать об использовании правильной конструкции и материал для поставленной задачи.Вот факторы для определения конструкция проволоки:

-Прочность (способность многократно сгибаться или сдавливаться веса)
-Уровень напряжения и тока
-Прочность подвески (способность долго удерживать собственный вес пролеты между опорами)
- Под землей или под водой
- Температура эксплуатации (например, сверхпроводящие проволока)
-Стоимость

Сплошная проволока:

Преимущества:
Меньшая площадь поверхности, подверженная коррозии
Может быть жесткой и прочной
Недостатки:
Не годится при многократном сгибании, может сломаться при сгибании в том же самом пятно
Непрактично для высокого напряжения

Многожильный провод:

Вверху: многожильный динамик провод, который есть в каждом доме
Ниже: Для специального использования сверхтолстый многожильный медный провод

-Скрученный провод - много меньших проводов параллельно, можно скручивать вместе
Преимущества:
Отличный проводник для своего размера
Недостатки:
Вы можете подумать, что это будет хорошо для высокочастотного использования, потому что у него есть большая площадь поверхности на всех маленьких жилках проволоки, однако это хуже, чем сплошная проволока, потому что пряди соприкасаются друг друга, закорачивая, и поэтому провод действует как один больший проволока, и в ней много воздушных пространств, что обеспечивает большее сопротивление для типоразмера

Плетеный провод:

Преимущества:
-Большая долговечность по сравнению с сплошным проводом
-Лучшая проводимость, чем сплошной провод (большая площадь поверхности)
-Может действовать как электромагнитный экран в шумоподавляющих проводах
-Чем больше жил в проволоке, тем она гибче и прочнее есть, но он стоит дороже

Спец. провода:

Сплошной с оплеткой снаружи или в некоторой их комбинации, эти провода используются для всех видов специальных применений.

Коаксиальный кабель используется для передачи радио или кабельного телевидения. потому что по своей конструкции проводники с оплеткой и фольгой снаружи держать частоты в ловушке внутри. Экранирование предотвращает паразитная электромагнитная энергия от заражения области вокруг чувствительной приемники.

Ниже: Видео о типах проводов, используемых в электроэнергетических компаниях:

Практическое упражнение: Проволока Угадайка

Соберите куски металлолома провода вокруг вашего дома или школьной мастерской, соберите короткие образцы разных типов.Теперь используйте приведенные выше диаграммы, чтобы выяснить, что вид проволоки, из чего она сделана, и перечислите ее применение каждый. Покажите это своему учителю и посмотрите, правильно ли вы угадали. Провод бывает так много экзотических видов, что вы можете оказаться с настоящей загадкой в ​​твоих руках. Используйте поиск в Интернете, чтобы попробовать чтобы идентифицировать все ваши образцы.


4.) Проволочные материалы:

Наиболее распространенным материалом для изготовления электрического провода является медь и алюминий , это не самые лучшие проводники, однако они многочисленны и дешевы. Золото также используется в различных областях, поскольку оно устойчиво к коррозии. Золото используется в электронике автомобильных подушек безопасности, чтобы гарантировать, что устройство будет функционировать много лет спустя, несмотря на воздействие вредных элементов.

Вверху: золото, использованное в разъемы для микросхем Motorola

Золото обычно используется в контакте области, потому что эта точка в системе более подвержена коррозии и имеет больший потенциал к окислению.

Алюминий обернутый вокруг стального центрального провода используется в передаче энергии, потому что алюминий дешевле меди и не подвержен коррозии. Стальной центр используется просто для прочности, чтобы удерживать проволоку на длинных участках. Выше типичный кабель ACSR, используемый в воздушных линиях электропередач по всему миру.

Хорошие проводники, твердое вещество при комнатной температуре:

Платина, серебро, золото, медь, алюминий

4.) ИЗОЛЯЦИЯ ПРОВОДА:

Слева: Для эффективного обмотки двигателя или генератора должны быть плотно упакованы вместе, минимизация воздушных пространств. Провода, используемые в двигателях и генераторах, обычно покрыты эмалью, чтобы обмотки плотно прилегали друг к другу. Традиционная резиновая или полимерная изоляция сделает провод диаметром толще, это одна из причин, почему старые электродвигатели были больше и тяжелее современных моторов такой же мощности.

Смотрите, как провод двигателя упакован и намотан в современный асинхронные двигатели в нашем видео здесь.

Узнать больше о все поле электроизоляция на нашей странице здесь.


Практическое упражнение: Сжечь мотор!

Вы заметили что когда моторчик игрушки сильно нагревается, он пахнет? Это испарение изоляции.Тепло разрушает все виды изоляции в конце концов, и в обмотке двигателя, когда изоляция становится слабой. два провода рядом друг с другом будут короткими, это приведет к возникновению дуги. и устройство сгорает.

Если взять небольшой двигатель, о котором вы не заботитесь, вы можете намеренно сжечь его посмотреть, что происходит с обмотками. Вы можете сделать это, поставив напряжение, превышающее рекомендованное, через устройство или при работе мотор горячий в течение длительного периода времени.Проконсультируйтесь с электриком или инженер, чтобы безопасно выполнить это упражнение.


Статья, фото и видео М. Велана и В. Корнрумпфа

Источники:
Государственный университет Джорджии
Википедия
Волшебники Скенектади Карл Рознер. Технический центр Эдисона. 2008
Интервью с Руди Деном. Технический центр Эдисона. 2012
Видео с Денверским электродвигателем. Технический центр Эдисона. 2012
Видео с Энергетической ассоциацией Сан-Мигеля.Технический центр Эдисона. 2014 г.
Уильям Корнрумпф, инженер-электрик

Кабель 101 | Проволочный трос и кабель

При выборе троса для наилучшего обслуживания необходимо учитывать четыре требования. Правильный выбор делается путем правильной оценки относительной важности этих требований и выбора веревки, которая имеет характеристики, наилучшим образом подходящие для того, чтобы выдерживать последствия длительного использования.

Канат должен иметь:

  1. Прочность, достаточная для выдерживания максимальной нагрузки, которая может быть приложена, с надлежащим запасом прочности.
  2. Способность выдерживать многократные изгибы без выхода из строя проволоки от усталости.
  3. Способность противостоять абразивному износу.
  4. Способность противостоять деформации и раздавливанию, иначе называемым злоупотреблением.
ПРОЧНОСТЬ

При эксплуатации канат подвергается нескольким видам нагрузок. Наиболее часто встречающимися напряжениями являются прямое растяжение, напряжение из-за ускорения, напряжение из-за внезапных или ударных нагрузок, напряжение из-за изгиба и напряжение, возникающее в результате одновременного действия нескольких сил.По большей части эти напряжения можно преобразовать в простое натяжение, и можно выбрать веревку приблизительно правильной прочности. Поскольку прочность каната определяется его размером, маркой и конструкцией, следует учитывать эти три фактора.

ФАКТОРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

Коэффициент запаса прочности - это отношение прочности каната к рабочей нагрузке. Трос с прочностью 10 000 фунтов и общей рабочей нагрузкой 2 000 фунтов будет работать с коэффициентом безопасности пять.

Невозможно установить коэффициенты безопасности для различных типов канатов, использующих оборудование, поскольку этот коэффициент может варьироваться в зависимости от условий на отдельных единицах оборудования.

Надлежащий коэффициент запаса прочности зависит не только от прилагаемых нагрузок, но и от скорости работы, приложенной ударной нагрузки, типа арматуры, используемой для закрепления концов каната, ускорения и замедления, длины каната, количества, размера. и расположение шкивов и барабанов, факторы, вызывающие истирание и коррозию, и средства для проверки.

УСТАЛО

Усталостное разрушение проволоки каната является результатом распространения мелких трещин при многократном приложении изгибающих нагрузок. Это происходит, когда канаты проходят через сравнительно небольшие связки или барабаны. Повторяющееся изгибание отдельных проволок, когда веревка изгибается при прохождении через шкивы или барабаны, и выпрямление отдельных проволок, когда веревка выходит из шкивов или барабанов, вызывает усталость. Влияние усталости на проволоку можно проиллюстрировать путем многократного сгибания проволоки вперед и назад, пока она не порвется.

Лучшим средством предотвращения преждевременного утомления тросов является использование шкивов и барабанов подходящего размера. Для повышения сопротивления усталости следует использовать веревку более гибкой конструкции, поскольку повышенная гибкость обеспечивается за счет использования проволоки меньшего размера.

АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС

Способность троса противостоять истиранию определяется размером, содержанием углерода и марганца, термообработкой наружной проволоки и конструкцией троса.Более крупные внешние провода менее гибких конструкций лучше выдерживают истирание, чем более тонкие внешние провода более гибких канатов. Более высокое содержание углерода и марганца и термическая обработка, используемая при производстве проволоки для более прочных канатов, делают канаты более высокого класса более устойчивыми к абразивному износу, чем канаты более низкого качества.

Калькулятор сечения кабеля постоянного тока

| Fabhabs

Определение толщины кабеля постоянного тока

Эта страница предназначена для того, чтобы помочь вам определить толщину и тип кабеля для вашего жилого дома, кемпинга или крошечного дома.

Этот инструмент был создан для систем 12 В и 24 В постоянного тока.

Выбор правильного типа кабеля

Проще говоря, для систем на 12 В или 24 В, в которых перемещается конструкция, вы должны найти кабели, соответствующие стандарту ISO6722-B под названием:

Кабель FLRY-B

Эти кабели рассчитаны на автомобильное напряжение, температуру, вибрацию, изоляцию, истирание и т. Д. Поскольку этот стандарт должен соблюдаться во всей автомобильной промышленности, их также легко приобрести и они недороги.

Если вы не хотите знать больше, вы можете перейти к калькулятору, чтобы определить, какая толщина вам нужна.

Ссылку на стандарт ISO в формате PDF можно найти в разделе ссылок внизу страницы.

Многожильный против твердого сердечника

Твердый сердечник идеально подходит для статических приложений, таких как традиционные дома. Для приложений, подверженных динамическим нагрузкам (вибрация, движение и т. Д.), Более подходят многожильные кабели.

Кабели с одножильным сердечником менее гибкие и с большей вероятностью станут твердыми, что приведет к утонению и растрескиванию. Это может привести к потере непрерывности (разрыв цепи) или возникновению точек высокого сопротивления, что приведет к тепловым событиям.

Такие кабели, как FLRY-B, которые соответствуют стандарту ISO 6722, прошли испытания на абразивный износ, водостойкость, изгиб и механические нагрузки и должны считаться стандартными для всех низковольтных систем в подвижных приложениях.

Для наземных перевозок, экспедиционных транспортных средств, переделанных фургонов и передвижных крошечных домов следует использовать многожильный сердечник.

Что делать с концами?

В идеале концы многожильных кабелей должны быть обжаты. Это защищает конец кабеля и обеспечивает хорошее электрическое и механическое соединение.

Часто концы просто скручивают и вставляют в резьбовой соединитель.

Концы НИКОГДА нельзя «лужить». Лужение - это когда конец провода окунается или покрывается припоем. Это может показаться хорошей идеей, но припой не такой твердый, как кажется, и со временем изменит форму.Это может привести к плохому соединению или отсоединению кабеля, что может стать серьезной проблемой для безопасности. Ни один компетентный производитель не лужит концы многожильного кабеля, да и вы не должны.

Номинальный ток

Производители кабелей должны указывать номинальный ток для каждой толщины поставляемого кабеля.

Номинальный ток указан в амперах и предназначен для помощи в выборе кабеля соответствующей толщины для вашего приложения.

По сути, ограничение тока - это тепловой предел, связанный с тем, сколько тепла может рассеять кабель.Все провода имеют сопротивление (хотя оно и должно быть низким), которое вызывает нагрев проводов под нагрузкой.

Превышение предельного тока для кабеля может привести к «тепловому событию» и является серьезной проблемой для безопасности. В большинстве испытаний кабель подвешивается на открытом воздухе (или в воде), поэтому номинальный ток может быть ниже, если кабель должен быть размещен внутри кабелепровода или пучка других проводов.

В калькуляторе внизу страницы используются данные производителя, но вам всегда следует обращаться к справочным материалам производителя, у которого вы покупаете.

Падение напряжения

Из-за сопротивления провода передача электричества даже на несколько метров приводит к падению напряжения вдоль кабеля. Это означает, что устройства, расположенные далеко от аккумулятора, получают напряжение ниже, чем напряжение аккумулятора.

Некоторые устройства могут иметь цепи измерения напряжения, которые предотвращают работу при слишком низком напряжении.

Потеря напряжения в кабеле также вызывает потерю мощности, из-за чего энергия расходуется без надобности.Компромисс заключается между дополнительными затратами и весом более толстых кабелей и потерей мощности и тепловыделения.

Ориентация на удержание падения напряжения ниже 3% (туда и обратно) является хорошей практикой, хотя калькулятор позволит вам выбрать 1-5%.

Длина кабельной трассы

Длину кабельной трассы легко вычислить, но она должна включать истинную длину кабеля. Иногда трасса кабеля может быть довольно сложной и сложной, и ее не помешает переоценить.

У калькулятора есть кнопка переключения, которая автоматически удваивает длину, чтобы включить обратный ход. Если у вас есть кабель, который идет к устройству, то оставьте его включенным.

Если вы используете возврат шасси, где проводящее шасси подключено к отрицательной клемме источника питания, и шасси способно передавать этот ток, вы можете отключить эту функцию.

Калькулятор диаметра кабеля постоянного тока

Напряжение (В)

Ток (А)

Длина кабеля (м)

Включить возврат?

Снимите флажок, только если вы используете возврат шасси или рассчитываете одностороннюю потерю.

Падение напряжения (%)

1% 2% (предпочтительно) 3% (рекомендуется) 4% (не рекомендуется) 5% (не рекомендуется)

Жгут / кабелепровод

Переключите, если кабель не будет свободен воздух (например, внутри кабелепровода или толстого пучка)

Рассчитать

Минимальное поперечное сечение кабеля:

Ближайший американский калибр (AWG):

Вышеприведенный калькулятор является ориентировочным. Убедитесь, что вы ссылаетесь на перекрестную ссылку и обращаетесь к спецификациям производителя. Если вы не уверены, обратитесь к компетентному и квалифицированному специалисту.Источники и ссылки представлены внизу страницы.

Константы, формулы и допущения:

Ниже приведены формулы, уравнения и константы, используемые в калькуляторе для перекрестных ссылок. В качестве запаса прочности вычислитель предполагает, что кабели работают при максимальной указанной температуре в соответствии с ISO 6722 класс B (100 ° C). Значения удельного сопротивления и теплового коэффициента сопротивления были выбраны для тянутой меди (около 97%) в качестве проводящей, как стандартная отожженная медь, чтобы лучше представить качество обычно используемого кабеля.

Ссылки на технические документы

Другие онлайн-калькуляторы для расчета размеров кабеля постоянного тока:

Тросовые стропы

Углы наклона строп влияют на грузоподъемность канатов.

Если угол - alpha - измеряется между

  • вертикальной линией (как с силой тяжести) и
  • канатом или тросом

, относительная грузоподъемность по сравнению с вертикальным прямым подъемом уменьшается с уменьшением коэффициент, как указано ниже.

f = cos (α) (1)

где

f = коэффициент уменьшения

α = угол между вертикальной линией и канатом (градусы)

Угол
- α -
(градусы)
Коэффициент уменьшения
- f -
0 1.000
10 0.985
20 0,940
30 0,866
40 0,766
50 0,643

Пример - Пропускная способность одиночного троса или проволоки

Пропускная способность одиночного троса, следующего за вертикальной линией, составляет 100% , поскольку коэффициент уменьшения составляет 1 .

Если вес тела W - нагрузка на трос составляет

F = W (2)

, где

F = усилие в канате (Н, фунт f )

W = mg = вес тела (N, фунт f )

m = масса тела (кг, пули)

g = ускорение свободного падения (9,81 м / с2, 32.17 фут / с 2 )

Для тела массой 100 кг можно рассчитать нагрузку на канат

F = (100 кг) (9,81 м / с 2 )

= 981 Н

= 9,8 кН

Пример - Нагрузка двух тросов (или проводов)

Два троса или каната проходят по вертикальной линии

Допустимая нагрузка двух тросов, следующих за вертикальной линией, составляет 100 % , поскольку понижающий коэффициент равен 1 .

Если масса тела Вт - нагрузка на каждую проволоку

F = W / 2 (3)

Для тела массой 1000 Н нагрузка на каждую веревку может быть рассчитано как

F = (1000 Н) / 2

= 500 Н

= 0,5 кН

Два троса или троса с углом
30 o к вертикальной линии

Емкость двух проводов с углом 30 o к вертикали составляет 86.6%, поскольку понижающий коэффициент равен 0,866 .

Если вес кузова Вт - нагрузка на каждый провод

F = (Вт / 2) / cos (30 o )

= (Вт / 2) / f

= (Вт / 2) / 0,866

= 0,577 Вт (4)

Для кузова массой 1000 Н можно рассчитать нагрузки на тросы

F = 0.577 (1000 Н)

= 577 Н

= 0,58 кН

Калькуляторы канатных стропов

Калькуляторы, приведенные ниже, можно использовать для расчета сил каната. Обратите внимание, что в качестве входных данных используется масса (кг), а не вес (Н).

Две стропы

масса (кг)

длина - a (м)

высота - h (м)

Три стропа

масса (кг)

длина - a (м)

высота - h (м)

Четыре стропа

масса (кг)

длина - a (м)

длина - b (м)

высота - h (м)

Размер нейтрального проводника - Руководство по электрическому монтажу

Влияние типа системы заземления

Схемы ТТ и ТН-С

  • Однофазные цепи или цепи гр.s.a. ≤ 16 мм 2 (медь) 25 мм 2 (алюминий): c.s.a. нейтрального проводника должна быть равна фазе
  • Трехфазные цепи у.е. > 16 мм 2 медь или 25 мм 2 алюминий: c.s.a. из нейтральных могут быть выбраны:
    • Равно фазным проводам, или
    • Меньше, при условии, что:
      • Ток, который может протекать через нейтраль в нормальных условиях, меньше допустимого значения Iz.Особое внимание следует уделить влиянию тройных гармоник [1] или
      • Нейтральный провод защищен от короткого замыкания
      • Размер нейтрального проводника не менее 16 мм 2 из меди или 25 мм 2 из алюминия

Схема TN-C

Теоретически применяются те же условия, что и упомянутые выше, но на практике нейтральный провод не должен размыкаться ни при каких обстоятельствах, поскольку он представляет собой PE, а также нейтральный провод (см. Рисунок G59 “c.s.a. колонки PEN-проводника »).

Схема ИТ

В общем случае не рекомендуется распределять нейтральный провод, т.е. предпочтительна трехфазная трехпроводная схема. Однако, когда необходима 3-фазная 4-проводная установка, применимы условия, описанные выше для схем TT и TN-S.

Влияние гармонических токов

Эффекты тройной

[1] гармоники

Гармоники генерируются нелинейными нагрузками установки (компьютеры, люминесцентное освещение, выпрямители, силовые электронные прерыватели) и могут создавать высокие токи в нейтрали.В частности, тройные гармоники трех фаз имеют тенденцию накапливаться в нейтрали, как:

  • Основные токи сдвинуты по фазе на 2π / 3, так что их сумма равна нулю
  • С другой стороны, тройные гармоники трех фаз всегда располагаются одинаково по отношению к их собственной основной гармонике и находятся в фазе друг с другом (см. Рис. G64).

Рис. G64 - Тройные гармоники синфазны и накапливаются в нейтрали

На рисунке G65 показан коэффициент нагрузки нейтрального проводника как функция процента 3 -й гармоники .

На практике этот максимальный коэффициент нагрузки не может превышать 3 {\ displaystyle {\ sqrt {3}}}.

Рис. G65 - Коэффициент нагрузки нейтрального проводника в зависимости от процента 3-й гармоники

Коэффициенты уменьшения гармонических токов в четырехжильных и пятижильных кабелях с четырехжильным током

Базовый расчет кабеля касается только кабелей с тремя нагруженными проводниками, т. Е. В нейтральном проводе отсутствует ток. Из-за тока третьей гармоники в нейтрали возникает ток.В результате этот нейтральный ток создает горячую среду для трех фазных проводов, и по этой причине необходим понижающий коэффициент для фазных проводов (см. , рисунок G67).

Коэффициенты уменьшения, применяемые к допустимой нагрузке по току кабеля с тремя нагруженными проводниками, дают допустимую нагрузку по току кабеля с четырьмя нагруженными проводниками, где ток в четвертом проводе обусловлен гармониками. Коэффициенты понижения также учитывают эффект нагрева от гармонического тока в фазных проводниках.

  • Если ожидается, что ток нейтрали будет выше, чем ток фазы, тогда размер кабеля следует выбирать на основе тока нейтрали
  • Если выбор размера кабеля основан на токе нейтрали, который ненамного превышает фазный ток, необходимо уменьшить приведенную в таблице допустимую нагрузку по току для трех нагруженных проводников
  • Если ток нейтрали превышает 135% фазного тока и размер кабеля выбирается на основе тока нейтрали, то три фазных проводника не будут полностью загружены.Уменьшение тепла, выделяемого фазными проводниками, компенсирует тепло, выделяемое нейтральным проводником, до такой степени, что нет необходимости применять какой-либо понижающий коэффициент к допустимой нагрузке по току для трех нагруженных проводников.
  • Чтобы защитить кабели, предохранитель или автоматический выключатель должны быть рассчитаны с учетом наибольшего из значений линейных токов (фазных или нейтральных). Однако существуют специальные устройства (например, автоматический выключатель Compact NSX, оборудованный устройством отключения OSN), которые позволяют использовать выключатель c.s.a. фазных проводников меньше, чем у. нейтрального проводника. Таким образом можно получить большую экономическую выгоду.

Рис. G66 - Автоматический выключатель Compact NSX100

Рис. G67 - Коэффициенты уменьшения гармонических токов в четырехжильных и пятижильных кабелях (согласно IEC 60364-5-52)

Содержание третьей гармоники фазного тока (%) Коэффициент уменьшения
Размер выбирается в зависимости от фазного тока Выбор размера основан на токе нейтрали.
0-15 1.Если ток нейтрали превышает 135% фазного тока и размер кабеля выбирается на основе тока нейтрали, то три фазных проводника не будут полностью загружены. Уменьшение тепла, выделяемого фазными проводниками, компенсирует тепло, выделяемое нейтральным проводником, до такой степени, что нет необходимости применять какой-либо понижающий коэффициент к допустимой нагрузке по току для трех нагруженных проводников.

Примеры

Рассмотрим трехфазную цепь с расчетной нагрузкой 37 А, которая должна быть установлена ​​с использованием четырехжильного кабеля с ПВХ изоляцией, прикрепленного к стене, метод установки C.Из Рисунок G24, кабель 6 мм 2 с медными жилами имеет допустимую нагрузку по току 40 А и, следовательно, подходит, если в цепи отсутствуют гармоники.

  • Если присутствует третья гармоника 20%, то применяется понижающий коэффициент 0,86, и расчетная нагрузка становится: 37 / 0,86 = 43 А.
Для этой нагрузки необходим кабель длиной 10 мм 2 .
В этом случае использование специального защитного устройства (например, Compact NSX с расцепителем OSN) позволит использовать кабель длиной 6 мм 2 для фаз и 10 мм 2 для нейтрали.
  • Если присутствует третья гармоника 40%, выбор размера кабеля основан на токе нейтрали, который составляет: 37 x 0,4 x 3 = 44,4 A, и применяется понижающий коэффициент 0,86, что приводит к расчетная нагрузка: 44,4 / 0,86 = 51,6 А.
Для этой нагрузки подходит кабель длиной 10 мм 2 .