Расчет сечения кабеля по току
Главная » Статьи » Расчет сечения кабеля по току
Расчет сечения кабеля. Таблица расчета сечения кабеля
Для долгой и надежной службы кабеля его необходимо правильно выбрать и рассчитать. Электрики при монтаже проводки большей частью выбирают сечение жил, основываясь в основном на опыте. Порой это приводит к ошибкам. Расчет сечения кабеля необходим, прежде всего, в плане электробезопасности. Будет неправильно, если диаметр проводника будет меньше или больше требуемого.
Сечение кабеля занижено
Этот случай является наиболее опасным, поскольку проводники перегреваются от высокой плотности тока, при этом изоляция плавится и происходит короткое замыкание. При этом может также разрушиться электрооборудование, произойти пожар, а работники могут попасть под напряжение. Если для кабеля установить автоматический выключатель, он будет слишком часто срабатывать, что создаст определенный дискомфорт.
Здесь главный фактор — экономический.
Чем больше сечение провода, тем он дороже. Если сделать проводку всей квартиры с большим запасом, это обойдется в большую сумму. Иногда целесообразно делать главный ввод большего сечения, если предполагается дальнейшее увеличение нагрузки на домашнюю сеть.
Если для кабеля установить соответствующий автомат, будут перегружены следующие линии, когда на какой-либо из них не сработает свой автоматический выключатель.
Как рассчитать сечение кабеля?
Перед монтажом целесообразно произвести расчет сечения кабеля по нагрузке. Каждый проводник обладает определенной мощностью, которая не должна быть меньше, чем у подключаемых электроприборов.
Расчет мощности
Самым простым способом является расчет суммарной нагрузки на вводной провод. Расчет сечения кабеля по нагрузке сводится к определению общей мощности потребителей. У каждого из них имеется свой номинал, указанный на корпусе или в паспорте. Затем суммарную мощность умножают на коэффициент 0,75. Это связано с тем, что все приборы не могут быть включены одновременно.
Для окончательного определения необходимого размера применяется таблица расчета сечения кабеля.
Расчет сечения кабеля по току
Более точным методом является вычисление по токовой нагрузке. Расчет сечения кабеля производится через определение проходящего через него тока. Для однофазной сети применяется формула:
Iрасч. = P/(Uном∙cosφ),
где P — мощность нагрузки, Uном. — напряжение сети (220 В).
Если общая мощность активных нагрузок в доме составляет 10 кВт, то расчетный ток Iрасч. = 10000/220 ≈ 46 А. Когда делается расчет сечения кабеля по току, вводится поправка на условия прокладки шнура (указываются в некоторых специальных таблицах), а также на перегрузку при включении электроприборов приблизительно в сторону увеличения на 5 А. В результате Iрасч. = 46 + 5 = 51 А.
Толщина жил определяется по справочнику. Расчет сечения кабеля с применением таблиц позволяет легко найти нужный размер по длительно допустимому току. Для трехжильного кабеля, проложенного в дом по воздуху, надо выбрать значение в сторону большего стандартного сечения.
Оно составляет 10 мм2. Правильность самостоятельного расчета можно проверить, применив онлайн-калькулятор — расчет сечения кабеля, который можно найти на некоторых ресурсах.
Нагрев кабеля при прохождении тока
При работающей нагрузке в кабеле выделяется тепло:
Q = I2Rn вт/см,
где I — ток, R — электрическое сопротивление, n — количество жил.
Из выражения следует, что количество выделяемой мощности пропорционально квадрату проходимого по проводу тока.
Расчет допустимой силы тока по температуре разогрева проводника
Кабель не может бесконечно нагреваться, так как тепло рассеивается в окружающую среду. В конце концов наступает равновесие и устанавливается постоянная температура проводников.
Для установившегося процесса справедливо соотношение:
P = ∆t/∑S = (tж — tср)/(∑S),
где ∆t = tж-tср — разница между температурой среды и жилы, ∑S — температурное сопротивление.
Длительно допустимый ток, проходящий по кабелю, находится из выражения:
Iдоп = √((tдоп — tср)/( Rn∑S)),
где tдоп — допустимая температура разогрева жил (зависит от типа кабеля и способа прокладки).
Обычно она составляет 70 градусов в обычном режиме и 80 — в аварийном.
Условия отвода тепла при работающем кабеле
Когда кабель проложен в какой-либо среде, теплоотвод определяется ее составом и влажностью. Расчетное удельное сопротивление грунта обычно принимается равным 120 Ом∙°С/Вт (глина с песком при влажности 12-14 %). Для уточнения следует знать состав среды, после чего можно найти сопротивление материала по таблицам. Для увеличения теплопроводности траншею засыпают глиной. Не допускается наличие в ней строительного мусора и камней.
Теплоотдача от кабеля через воздух очень низкая. Она еще больше ухудшается при прокладке в кабель-канале, где появляются дополнительные воздушные прослойки. Здесь нагрузку по току следует снижать по сравнению с расчетной. В технических характеристиках кабелей и проводов приводят допустимую температуру короткого замыкания, составляющую 120 °С для изоляции ПВХ. Сопротивление грунта составляет 70 % от общего и является основным при расчетах.
Со временем проводимость изоляции возрастает из-за ее высыхания. Это необходимо учитывать в расчетах.
Падение напряжения в кабеле
В связи с тем, что проводники обладают электрическим сопротивлением, часть напряжения уходит на их нагрев, и к потребителю его приходит меньше, чем было в начале линии. В результате по длине провода теряется потенциал из-за тепловых потерь.
Кабель надо не только выбирать по сечению, чтобы обеспечить его работоспособность, но также учитывать расстояние, на которое передается энергия. Увеличение нагрузки приводит к росту тока через проводник. При этом возрастают потери.
На точечные светильники подается небольшое напряжение. Если оно незначительно снижается, это сразу заметно. При неправильном выборе проводов дальше расположенные от блока питания лампочки выглядят тусклыми. Напряжение существенно снижается на каждом следующем участке, и это отражается на яркости освещения. Поэтому необходим расчет сечения кабеля по длине.
Самым важным участком кабеля является потребитель, расположенный дальше остальных.
Потери считаются преимущественно для этой нагрузки.
На участке L проводника падение напряжения составит:
∆U = (Pr + Qx)L/Uн,
где P и Q- активная и реактивная мощность, r и x — активное и реактивное сопротивление участка L, а Uн — номинальная величина напряжения, при котором нагрузка нормально работает.
Допустимые ∆U от источников питания до главных вводов не превышают ±5 % для освещения жилых зданий и силовых цепей. От ввода до нагрузки потери не должны быть больше 4 %. Для линий с большой протяженностью нужно учитывать индуктивное сопротивление кабеля, которое зависит от расстояния между соседними проводниками.
Нагрузки могут подключаться по-разному. Наиболее распространенными являются следующие способы:
- в конце сети;
- потребители распределены по линии равномерно;
- к протяженному участку подключается линия с равномерно распределенными нагрузками.
Пример 1
Мощность электроприбора составляет 4 кВт. Длина кабеля равна 20 м, удельное сопротивление ρ = 0,0175 Ом∙мм2.
Ток определяется из соотношения: I = P/Uном = 4∙1000/220 = 18,2 А.
Затем берется таблица расчета сечения кабеля, и выбирается соответствующий размер. Для провода из меди он составит S = 1,5 мм2.
Формула расчета сечения кабеля: S = 2ρl/R. Через нее можно определить электрическое сопротивление кабеля: R = 2∙0,0175∙20/1,5 = 0,46 Ом.
По известной величине R можно определить ∆U = IR/U∙100 % = 18,2*100∙0,46/220∙100 = 3,8 %.
Результат расчета не превышает 5 %, значит, потери будут допустимыми. В случае больших потерь следовало бы увеличить сечение жил кабеля, выбрав соседнее, большей величины из стандартного ряда — 2,5 мм2.
Пример 2
Три цепи освещения подключены параллельно друг с другом на одну фазу трехфазной линии, сбалансированной по нагрузкам, состоящей из четырехжильного кабеля на 70 мм2 длиной 50 м и проводящего ток 150 А. По каждой линии освещения длиной 20 м проходит ток 20 А.
Межфазные потери при действующей нагрузке составляют: ∆Uфаз= 150∙0, 05∙0,55 = 4,1 В.
Теперь следует определить потери между нейтралью и фазой, поскольку освещение подключается на напряжение 220 В: ∆Uф-н = 4,1/√3 = 2,36 В.
На одной подключенной цепи освещения падение напряжения составит: ∆U = 18∙20∙0,02=7,2 В. Общие потери определяются через сумму Uобщ = (2,4+7,2)/230∙100 = 4,2 %. Расчетное значение находится ниже допустимых потерь, которые составляют 6 %.
Заключение
Для предохранения проводников от перегрева при длительно работающей нагрузке с помощью таблиц делается расчет сечения кабеля по длительно допустимому току. Кроме того, необходимо правильно рассчитать провода и кабели, чтобы потери напряжения в них не были больше нормы. При этом с ними суммируются потери в цепи питания.
fb.ru
Расчет сечения кабеля по току и мощности
Электричество передаётся конечному потребителю от электростанции или генератора посредством проводников проводов и кабелей. Какая разница между проводниками этих видов?
Кабель – несколько проводов в защитной герметичной оболочке, изолированных друг от друга.
Герметичная оболочка в свою очередь покрывается в несколько слоев защитным покровом, оберегающим оболочку от механических повреждений и коррозии.
Провод – изделие, состоящее из одной и более жил, изолированных друг от друга, или одной и более скрученных между собой проволок, покрытое дополнительно в зависимости от условий прокладки оболочкой из металла, проволоки или волокнистого материала.
А сколько средств нужно потратить на изготовление этих проводников? Прямо сказать, немало. Одно дело, когда покупатель электроприбора платит за 1–2 метра, входящего в комплект кабеля, а кто заплатит за сотни километров линий электропередач, если потребитель оплачивает только стоимость использованной электроэнергии?
Вопрос риторический. Следовательно, при электрификации того или иного объекта каждый подрядчик старается сэкономить на тоннах меди или алюминия, желательно, чтобы экономия не отразилась на качестве поставляемой электроэнергии. Оптимальный способ – провести правильный расчёт сечения кабеля по мощности, длине, силе тока и используемому металлу, меди или алюминия.
Это позволит осуществить оптимальный выбор кабеля для прокладки к нужному объекту или в своей квартире.
Значение сечения для производителей и потребителей электроэнергии
Какие последствия неправильного выбора сечения? Сечение – площадь поперечного разреза провода. Проводники одинаковой толщины могут иметь разную площадь. Если провод круглый — диаметр жилы делится на 2, радиус поднимается до квадрата и умножается на 3,1415. при других формах жилы кабеля сечение рассчитываются как площадь той геометрической фигуры, поперечный разрез которой имеет жила проводника, входящего в состав кабеля. Измеряется в мм2.
Существует 3 вида подбора сечения кабеля – для прокладки ЛЭП; для производственных цехов тяжёлой промышленности, для бытовых нужд. Остальные виды, так или иначе, связаны с вышеперечисленными, например, при подборе сечения кабеля для электротранспорта, руководствуются тем же принципом, что и для прокладки воздушной линии (далее — ВЛ), в частности, ЛЭП.
Основной критерий, по которому нужно выбирать кабель, это максимальная нагрузка на кабель, при которой он не перегревается.
Чем меньше сечение, тем больше сопротивление, соответственно, проводник нагревается, вследствие чего теряется мощность и нарушается целостность изоляции. Если площадь поперечного разреза проводника больше, то повышается безопасность и срок эксплуатации кабеля, но и цена соответственно тоже!
Если прокладывать ЛЭП и другие электрокоммуникации с большим запасом сечения, то такие линии влетят в копеечку электрификатору. Поэтому перед тем как выбрать кабель оптимального сечения, его значение подбирают с таблицы сечения. Но таблицы выбора для того, чтобы определиться какой кабель подойдёт под прокладку в том или ином случае, мало. Перед тем как рассчитать сечение кабеля необходимо учесть все нюансы при укладке для тех или иных потребностей.
Начнём с глобального, чтобы закончить тривиальным
При расчёте сечения учитываются 3 основных параметра – плотность или сила тока, длина кабеля, материал проводника. Мощность – результат умножения силы тока на напряжение, а сопротивление зависит от материала и длины проводника.
В некоторых случаях рассчитывать сечение кабеля по мощности не целесообразно. Об этом речь пойдёт ниже.
Расчёт сечения кабеля по длине крайне важен при прокладке ЛЭП. Чем длиннее провод, тем больше его сопротивление, соответственно, на отдалённых участках таких магистралей сила тока падает. Возникает вопрос, как могут функционировать ЛЭП длиной в 50 км и более, если когда рассчитывают сечение кабеля по мощности в таблице, то потеря тока на 50 км может превысить 60%? Остаётся единственный выход – напряжение.
Как известно, электрон, потоком которых и является электрический ток, имеет 2 природы: корпускулярную – двигается как материальное тело с заданной скоростью; волновую – передвигается в пространстве как электромагнитная волна со скоростью около 300000 км/с. То есть, если увеличить напряжение и уменьшить силу тока, то жилы с малым сечением можно прокладывать на любую длину! Казалось бы, что может быть проще. При помощи повышающего трансформатора поднять напряжение до 10 МВ.
, тогда при силе тока в 10 А можно обеспечить электричеством более 20000 потребителей!
Но на практике все обстоит иначе. Чтобы поднять напряжение до умопомрачительных величин нужно изолировать жилу абсолютным диэлектриком, который не пропускал электромагнитные колебания, а такими материалами современная наука, увы, не располагает. На практике ЛЭП даже с напряжением в 10 кВ представляют нешуточную опасность для окружающих. Мало того что наводящееся напряжение скапливается на близнаходящихся металлических предметах, да ещё и электромагнитные волны создают помехи в радиусе десятков километров. Так что приходится делать выбор сечения кабеля по току и по длине проводников.
Важно! Чтобы проверить безопасность кабеля при данном сечении, кабель должен выдержывать нагрузку, выше номанальной на 10–15%, 30 минут. При передаче электричества, напряжение неизменно, а сила тока и длина жилы разные. Поэтому при прокладке ЛЭП проводится расчёт сечения кабеля по мощности и длине. А правильность выбора испытывается посредством токовых нагрузок кабелей.
Борцы за экологию, считающие, что воздушные линии электропередач должны отойти в прошлое, скорее всего не дождутся их повсеместного демонтажа. Причина кроется всё в том же сечении. Открытые коммуникации меньше греются, ведь атмосфера – природное охлаждение, да и ремонтировать ВЛ намного проще, чем подземные кабельные линии.
Материал проводника
Что предпочесть – алюминий или медь? По техническим характеристикам медь предпочтительнее, да и сечение медного кабеля при передаче одинаковой мощности меньше, но медь дороже, следовательно, ЛЭП с алюминиевыми проводами экономичнее.
Оборудование в тяжёлой промышленности потребляет большую силу тока, например, электросварочный аппарат, может потреблять ток в 200 и более А. Чтобы обеспечить бесперебойную работу данного оборудования на производственные предприятия прокладывают силовые кабели. Сечение силового кабеля может достигать 120 мм2 и более. Чтобы увеличить пропускную способность кабеля, часто используют многожильные изделия.
Такое решение обосновывается таким явлением как скин-эффект – распределением тока в поверхностном слое проводника.
Целесообразно ли подбирать сечение кабеля по диаметру? Диаметр кабеля имеет неодинаковое сечение. Производитель проводниковой продукции указывает площадь поперечного разреза и номинальную нагрузку в амперах.
А теперь к мощности
Вот решили вы немного прибарахлиться и купить несколько мощных электроприборов. У вас в квартире, как говорится, старая проводка. Нужно решать какой кабель и на какую розетку прокладывать. Естественно, о выборе материала речь не идёт, это медь. Рекомендации ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), долгий срок службы и безопасность — основные преимущества меди. По каким показателям рассчитывать сечение для квартиры?
Поскольку длина особого значения не имеет, остаётся мощность и сила тока. Мощность, самый простой вариант расчёта. Открываем таблицу или онлайн калькулятор. Находим или вводим предполагаемое значение суммарной мощности электроприборов, которые будут работать одновременно, находим или рассчитываем сечение исходя из материала проводника.
У нас медь. Казалось бы, на этом всё. Осталось вызвать специалистов и заказать или приобрести кабель нужной поперечной площади.
Вот и всё установлено. Осталось только запустить, к примеру, колодезный насос или токарный бытовой станок. И вдруг что-то начинает вонять! Ах да, это изоляция плавится! Дело в том, что в момент пуска электродвигателя, пусковая мощность в 5-7 раза превышает номинальную мощность. Так, что рассчитывать сечение по мощности целесообразно, только если не планируется использовать электродвигатель, номинальной мощностью более 3,5 кВт. Иначе сечение нужно подбирать по силе тока в момент запуска мощного агрегата. Этот параметр указан в руководстве к прибору.
Никогда не нарушайте золотое правило! Лучше выбрать сечение, большее чем нужно, чтобы остался запас для непредвиденных высоких нагрузок, способных повредить изоляцию кабеля.
electriktop.ru
Расчет сечения кабеля по мощности и току
Важность правильного расчета сечения кабеля неоднократно упоминалась в наших публикациях.
С целью упростить эту задачу и исключить вероятность ошибки, на нашем сайте был запущен онлайн-калькулятор, при помощи которого не составит труда выбрать сечение провода в зависимости от силы тока или мощности нагрузки. В качестве альтернативы можно воспользоваться табличными данными, но учитывая современные реалии, Интернет более доступен, чем справочная литература.
Приведем краткую инструкцию, позволяющую быстро освоить навыки работы с данным ресурсом:
- Указываем длину линии и выбираем материал токопроводящих жил кабеля.
- Вводим расчетную мощность нагрузки (в качестве альтернативы можно указать силу тока) и напряжение электросети (отображается автоматически при выборе типа сети).
- Коэффициент мощности, процент допустимых потерь и температуру провода можно оставить по умолчанию (0,92, 5% и 35°С, соответственно).
- Выбираем тип проводки и нажимаем кнопку «Вычислить».
В результате расчетов выводится информация об оптимальном сечении провода, плотности тока, а также информация о потерях (сопротивление участка цепи, падение напряжения вольтах и процентах).
ОЦЕНИ СТАТЬЮ: (1 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка… Обсудить на форуме
www.asutpp.ru
Расчет сечения кабеля онлайн
Чтобы правильно выбрать маркировку провода либо силового кабеля, первым делом нужно рассчитать его сечение. Проще всего использовать для этого специальную программу,в которую нужно ввести исходные данные: количество фаз, потребляемую мощность, номинальное напряжение и что не менее важно — материал токоведущих жил. Чтобы и наши читатели могли быстро выполнить вычисления мы предоставили онлайн-калькулятор для расчета сечения кабеля по мощности и длине линии. Все очень просто — вводите информацию, которую вы знаете и нажимаете кнопку «Вычислить». Калькулятор в режиме онлайн отобразит расчетное и рекомендуемое значение, а вам останется только выбрать подходящую маркировку провода либо силового кабеля.
Достоинства данного онлайн калькулятора в том, что с помощью него вы можете произвести расчет минимального сечения провода или же кабеля в сети с номинальным напряжением от 220 В до 10 кВ.
К тому же, для более точных расчетных работ вы можете указать тип проводки — открытая либо скрытая, что также повлияет на расчет. Если же вы сомневаетесь в выведенном результате, настоятельно рекомендуем произвести расчет сечения кабеля по мощности и току с помощью формул, которые мы предоставили в соответствующей статье. Помимо этого можете сверить результат со значениями, указанными в таблице:
Более того, советуем также ознакомиться с программами для расчета сечения кабеля, которые можно установить на компьютер и телефон. Если вы не поленитесь рассчитать сечение жил несколькими способами, в результате получится наиболее точное значение, которое вам и нужно! Все же, как показал опыт, калькулятор в режиме онлайн способен произвести вычисления с минимальной погрешностью!
Нравится(0)Не нравится(0)
samelectrik.ru
Выбор проводников по устойчивости к току к.
з.Проводники и токопроводы в электрических сетях выше 1000 в, как правило, подлежат проверке на условия нагревания током к. з.
В электрических сетях до 1000 в на термическую устойчивость проверяются только токопроводы.
Повышение температуры жил изолированных проводников и кабелей в результате прохождения тока к. з. ведет к химическому разложению изоляции и резкому снижению ее электрической и механической прочности, а следовательно, и к возможности аварии. Поэтому установлены определенные максимально допустимые пределы температур в режиме к. з., указанные в табл. 6-1.
Проверка кабелей на нагревание от токов к. з. должна производиться:
1)для одиночных кабелей небольшой протяженности, исходя из к. з. в начале кабеля;
2)для одиночных кабелей, имеющих соединительные муфты, исходя из к. з. s начале каждого участка, с тем чтобы иметь возможность ступенями уменьшать сечение кабеля по его длине;
3)для двух и более параллельно включенных кабелей, исходя из к. з. непосредственно за пучком (по сквозному току).
Допускается не проверять проводники по режиму к. з. в случае их защиты плавкими предохранителями. Линия считается защищенной предохранителем, когда отключающая способность предохранителя достаточна для отключения наибольшего возможного аварийного тока линии.
Для линий к индивидуальным электроприемникам, в том числе к цеховым трансформаторам общей мощностью до 1000 ква включительно, допускается не проверять сечения проводников по току к. з при одновременном соблюдении следующих условий:
1.В электрической или технологической части предусмотрено резервирование, гарантирующее от расстройства производственного процесса.
2.Повреждение проводников при к. з. не может вызвать взрыва.
3.Возможна замена проводников без значительных затруднений.
Для линий к индивидуальным электроприемникам или небольшим распределительным пунктам неответственного назначения допускается не производить проверку проводников на термическую устойчивость при к. з., если обеспечивается только одно условие 2 (отсутствие опасности взрыва).
Провода воздушных линий до 10 кв не проверяются по току к. з.
Допустимые величины тока к. з. для кабелей определяются в зависимости от материала и сечения кабеля и длительности прохождения тока к. з.
Термическое действие тока к. з. в течение действительного времени прохождения его tд, характеризуется величиной фиктивного времени tф прохождения установившегося тока к. з. с одинаковым по термическому действию эффектом.
Фиктивное время определяется в зависимости от отношения
где I» — действующее значение периодической составляющей тока к. з. в начальный момент, а
— установившийся ток к. з. (действующее значение), а.
Действительное время Iд слагается из выдержки времени, установленной на максимально-токовой защите линии, и собственного времени отключающего аппарата (выключателя мощности).
При проверке на термическую устойчивость проводников линий, оборудованных быстродействующим автоматическим повторным включением, должно учитываться повышение нагревания проводников из-за увеличения суммарной продолжительности к.
з.
При расчетах тока к. з. в распределительных сетях 6-10 кв весьма часто затухание не учитывают. В этом случае фиктивное время может быть принято равным действительному и задача проверки проводников на термическую устойчивость упрощается отсутствием необходимости определения фиктивного времени.
Сечение, обеспечивающее термическую устойчивость проводника к току к. з. при заданной величине фиктивного времени tф, определяется из выражения
где F-сечение жилы кабеля, мм кв
С — постоянная, определяемая в зависимости от заданной ПУЭ конечной температуры нагревания жил и напряжения; числовые значения постоянной С- указаны в табл. 6-1.
Ниже приведена табл. 6-2 для проверки кабелей на термическую устойчивость, составленная по формуле (6-2) в величинах допустимого установившегося тока к. з. в килоамперах.
В дополнение к расчету на термическую устойчивость сечение шин токопроводов должно быть проверено также на механическую прочность при к. з. (динамическая устойчивость токопровода).
Примечания: 1. Значения величины С определены при средних рабочих температурах 75 °С для шин и 50 °С для проводов и кабелей.
2. В числителях дробей указаны значения величины С для алюминия, в знаменателях — для меди.
Пример 6-1.
Требуется выбрать кабель 6 кв с алюминиевыми жилами, термически устойчивый к току к. з.
, полагая, что затухание к. з. практически отсутствует. Выдержка времени максимальной защиты со стороны пункта питания 0,5 сек.
Решение.
При практическом отсутствии затухания фиктивное время может быть принято равным действительному, а последнее слагается из выдержки времени максимальной защиты линии и собственного времени масляного выключателя и реле, которые в сумме могут быть приняты равными 0,25 сек.
Следовательно,
Обращаясь к табл. 6-2, для времени 0,75 сек определяем, что кабелю с алюминиевыми жилами сечением 3 X 50 мм кв соответствует допустимая величина тока к.
з. 5,6 ка, т. е. при заданном значении кабель окажется термически устойчивым.
То же самое можем получить непосредственно из (6-2):
Пример 6-2.
Какую максимальную выдержку времени следует установить на масляном выключателе питающей линии, выполненной кабелем марки СБ сечением 3 X 70 мм кв при установившемся к. з. замыкания 11 ка?
Затухание, как и в предыдущем примере, полагаем практически отсутствующим.
Решение.
По табл. 6-2 в графе для медного кабеля сечением 70 мм кв находим значение тока к. з., превышающее заданную величину. Имеем 11,7 ка. Это соответствует фиктивному времени 0,75 сек. Следовательно, полагая, что собственное время выключателя мощности и реле, как и в первом примере, не будет превосходить 0,25 сек, убеждаемся, что максимальная выдержка времени защиты линии, для того чтобы кабель оставался устойчивым к термическому действию тока к. з., не должна превышать 0,5 сек.
Пример 6-3.
В цехе промышленного предприятия прокладывается распределительный токопровод с алюминиевыми шинами.
Расчетная нагрузка токопровода 350 а; токопровод защищен селективным автоматическим выключателем типа АВ-4С, время отключения которого при к. з. равно 0,6 сек. Величины токов при к. з. в токопроводе составляют:
периодическая составляющая мгновенного тока к. з., равная установившемуся току (затухание отсутствует) 12 ка;
амплитуда мгновенного тока к. з. 22 ка.
Требуется подобрать тип токопровода.
Решение.
По условию нагревания расчетным током можно было бы принять токопровод типа ШРА 60-4 на номинальный ток 400 а, но динамическая устойчивость указанного токопровода недостаточна (табличная данная): 10 ка<22 ка. Условию динамической устойчивости отвечает следующий тип токопровода ШРА 60-6 на номинальный ток 600 а, для которого величина допустимой амплитуды тока к. з. составляет 25 ка: 25 ка>22 ка.
Проверяем токопровод типа ШРА 60-6 на термическую устойчивость по (6-2). По условию примера:
(Фиктивное время принято равным действительному времени отключения к.
з., так как затухание тока к. з. отсутствует.)
Величина постоянной С для алюминиевых шин определяется по табл. 6-1:
С=90.
Минимальное сечение шин токопровода по условиям термической устойчивости при к. з. получается равным:
Выбранный тип токопровода удовлетворяет условию термической устойчивости, так как сечение шин для него составляет 60 X 6= = 360 мм кв >103 мм кв.
Выбор размера проводника в системе распределения электроэнергии
В системе распределения электроэнергии обычно используются как алюминий, так и ACSR. В распределительной сети в основном используются алюминиевые проводники из-за более дешевой стоимости. Некоторые из факторов, которые определяют размер проводников, предназначенных для распределительной системы, приведены ниже:
- Допустимая нагрузка по току проводника или распределительной линии
- Допустимое падение напряжения или регулирование линии
- Прочность проводника на пробой
Допустимая токовая нагрузка линии:
Допустимая токовая нагрузка проводника определяется максимальным повышением температуры проводника или рабочей температурой.
Рабочая температура ограничена механическими аспектами, такими как допустимый пролет, провисание в середине пролета, соединения, проскальзывание проводников и длительные механические усилия. Обычно используется максимальная рабочая температура 85 o C (AAAC), 75 o C, 70 o C, 65 o C или 60 o C (ACSR). Более низкая температура используется для длинных точечных линий, особенно в сельской распределительной системе. где перемычки могут вызвать проблемы при более высокой нагрузке.
Допустимая рабочая температура воздушных проводов зависит от соблюдения соответствующих зазоров и ограничения потери прочности при отжиге. Как правило, максимальный ток, на который рассчитан воздушный провод, не должен вызывать его нагрев, который может привести к отжигу металла проводника или уменьшению указанных зазоров. Обычно для нормальной дневной нагрузки допускается максимальная рабочая температура 75 o C, которая может достигать 100 или C для аварийной загрузки.
Падение напряжения и регулирование напряжения:
Допустимое падение напряжения считается критическим фактором при определении размера проводника для 11 кВ и распределительной линии низкого напряжения (LT) с тепловой нагрузкой (амперной нагрузкой) около 80 процентов от нормальной тепловой нагрузки. Рейтинг основан на максимальной рабочей температуре. Большой размер проводника (сечение), используемый в распределительных линиях, снижает сопротивление линии и, следовательно, I 2 Р потери и падения напряжения в линии; и, следовательно, улучшается регулирование напряжения в линии. Но использование проводника большого сечения увеличит стоимость, так как требуется больше материала.
Следовательно, необходимо выбрать оптимальное значение между стоимостью и улучшением регулирования напряжения при проектировании размера проводника для системы распределения электроэнергии.
Механические характеристики проводников:
Выбор размера проводника с механической точки зрения зависит от:
Внешняя нагрузка: Скорость ветра, ледовая нагрузка и температура окружающей среды
Внутренние характеристики: Скручивание, электрический модуль, тепловое расширение ползучести.
Например, учитывая ползучесть и экономичность, AAC используется в низковольтных распределительных линиях. Характеристики линии включают регулирование напряжения, на которое влияют параметры распределительной линии и частота системы, пропускная способность по току оценивается по тепловому балансу (количество генерируемого и рассеиваемого тепла).
Факторы, учитываемые при выборе распределительного кабеля
Факторами, которые необходимо учитывать при оценке пригодности кабеля для конкретного применения, являются нагрузка, напряжение сети, изоляция кабеля, номинал короткого замыкания, условия окружающей среды, оболочка и защитные покрытия, рассеивание тепла. потери, экономические соображения и т. д. Важны следующие моменты.
Максимальный номинальный постоянный ток:
При выборе размера проводника для непрерывного номинального тока необходимо учитывать все номинальные факторы в зависимости от фактических условий установки.
Как и при выборе любого другого оборудования, номинальный ток кабеля определяется допустимым повышением температуры кабеля, которое должна выдерживать изоляция кабеля. Это зависит от количества выделяемого тепла и окружающей температуры почвы. Номинальный ток кабеля, помимо вышеперечисленных факторов, также зависит от большого количества факторов, таких как применяемый способ прокладки кабеля, расстояние между кабелями, количество жил кабеля и теплопроводность грунта.
Заземление системы:
Тип системы: Заземленная или незаземленная? Является ли заземление сплошным сопротивлением/реактивным сопротивлением? Незаземленная система потребует полной изоляции от жилы до земли, а кабель будет дороже по сравнению с заземленной системой. Для незаземленных кабелей предусмотрена более изоляция, чтобы выдерживать более высокие нагрузки напряжения во время коротких замыканий
Падение напряжения:
Кабель следует выбирать таким образом, чтобы при полной нагрузке падение напряжения было в допустимых пределах.
Условия укладки:
Способ укладки, расчетное тепловое сопротивление грунта, тип покрытия, тип армирования, необходимость дополнительной защиты от коррозии.
Ожидаемый уровень короткого замыкания системы:
На основе ожидаемого тока короткого замыкания и времени зазора можно выбрать соответствующий размер проводника для кабеля. Кабели следует выбирать таким образом, чтобы они выдерживали нагрузки и повышение температуры в случае короткого замыкания
Повышение температуры:
Во время короткого замыкания повышение температуры кабелей должно быть в состоянии выдерживать повышение температуры в течение заданного времени без повреждения. Он должен пропускать непрерывный ток при нормальной работе без повышения температуры и должен находиться в желаемых пределах
Экономическая оценка:
Одним из важных факторов, который следует учитывать при выборе кабеля, является оценка стоимости
Будьте первыми, кто получит эксклюзивный контент прямо на вашу электронную почту.
Обещаем не спамить. Вы можете отписаться в любое время.
Неверный адрес электронной почты
Таблица размеров низковольтных проводов и кабелей – торговая марка Arad
Выбор подходящих проводов и кабелей зависит от их применения, но существует стандартная таблица, в которой указаны характеристики и размеры, а также отличия низковольтных кабелей от высоковольтных провод и кабель.
Что вы прочитали в этой статье:
- Размеры проводов и кабелей низкого напряжения
- Таблица размеров кабелей низкого напряжения
- Таблица размеров проводов низкого напряжения
Кабели, компоненты и соединения, характерные для этих технологий, используются для слаботочных цепей. Возможность выполнения этих соединений значительно упрощает процесс установки слаботочных систем, таких как телефонные линии, системы пожарной сигнализации, видеонаблюдения и системы охранной сигнализации.
Высококачественное соединение в этих системах уменьшит количество передаваемых аудио (по телефону), изображений (система видеонаблюдения), (сигнал центральной антенны) и уменьшит количество ошибок.
С другой стороны, слабые токи в этих системах теряют свои свойства в основном под влиянием факторов окружающей среды, например, в кабелях этих систем, длины кабелей, наведенных волн электрооборудования, окружающих магнитных поля и прилегающие к ним кабели, температура, высота над уровнем моря и даже молния могут повлиять на качество его работы.
В отличие от световых и розеточных проводов сечение провода является важным фактором при выборе проводников. Сечение проводника не так важно в этих типах систем, где при выборе кабелей важны защита проводников и факторы окружающей среды.
Возникающие помехи имеют большое значение, и для этих систем используется термин «кабель», поскольку проводники отделены от окружающей среды как минимум двумя экранами. В этой главе следуют определения и общие соединения для слаботочных систем.
– Кабель:
Основные кабели в слаботочной системе можно разделить на две категории: кабели с витой парой и коаксиальные кабели.
Конечно, огнестойкие кабели и кабели питания низкого напряжения для компонентов и оборудования в этих системах могут быть отнесены к другой категории.
– Витая пара: TP (витая пара)
Причина того, что пары проводов светятся в этих кабелях, заключается в том, что проводники не создают вокруг себя магнитного поля и нейтрализуют воздействие производимого ими шума. Эти кабели широко используются в телекоммуникационных цепях и могут быть разделены на два типа: неэкранированные (UTP) и экранированные (STP).
Коаксиальный кабель:
Эти кабели обладают хорошей устойчивостью к помехам и вредным факторам окружающей среды, а их компоненты показаны на схеме ниже.
Этот тип кабеля используется в телевизионных антеннах и системах видеонаблюдения. Двумя основными типами этих кабелей являются RG95 и RG6.
Кабели силовые и противопожарные:
Этот кабель используется в цепях управления системами слежения и пожарной сигнализации. Цепи пожарной сигнализации не должны прерываться во время пожара.
Пример такого кабеля можно увидеть на картинке.
Размеры проводов и кабелей низкого напряжения
Различные типы проводов и кабелей низкого, среднего и высокого напряжения обычно различаются по размеру и поперечному сечению.
Многожильный кабель низкого напряжения в четырехжильном кабеле является своего рода кабелем. В норме площадь сечения трех жил кабеля одинакова, а площадь сечения четвертой жилы меньше. Меньшее значение этого провода обычно на один сорт по сравнению с другими проводами, но у некоторых размеров кабеля оно на несколько порядков меньше, чем у других.
Для низковольтных и высоковольтных кабелей применяют одножильные кабели с увеличением сечения, т. к. конструкция трехжильного кабеля площадью 300 мм вызывает проблемы с наружным диаметром. Одним из факторов, влияющих на срок службы кабеля, являются условия его использования.
При прокладке кабелей по земле необходимо соблюдать все условия и инструкции по технике безопасности.
Кроме того, он также следит за тем, чтобы радиус вращения кабеля был не менее чем в 15 раз больше наружного диаметра кабеля и чтобы температура кабеля была не ниже 5 градусов Цельсия выше нуля.
В ответственных сетях (постоянного и переменного тока) не должна быть только одна линия для питания всех потребителей (разумеется, в некоторых случаях этот способ нецелесообразен), поэтому должно быть несколько основных линий, и распределение потребителей в пропорциях делит смысл и вид их работы в этих областях.
С другой стороны, когда распределительная сеть нормальная и от нее широко ответвляются многие питающие линии, в оконечных ответвлениях возникает большое падение напряжения.
Одним из способов снижения падения напряжения в сетях является распределение их тока с обеих сторон. При этом наименьший потенциал возникает только в одной точке линии, что значительно ниже, чем если бы та же сеть того же сечения питалась только с одной стороны. Эта точка с самым низким потенциалом (т.
е. с наибольшим падением напряжения) называется глубокой точкой.
Обнаружение и определение глубоких точек — один из самых важных моментов в обработке закрытых сетей. Здесь мы ограничимся упоминанием некоторых способов, которыми можно легко найти глубину.
- В глубокой точке падение напряжения будет наибольшим.
- В глубокой точке напряжение сети будет иметь наименьшее значение.
- В глубокой точке направление потока сети меняется.
Существует два типа закрытых сетей:
- Замкнутая сеть с двумя источниками питания (сеть с двухсторонним питанием)
- Закрытая сеть с электропитанием (кольцевая сеть)
Распределительная сеть с переменным сечением
Если распределительная сеть является естественной, с множеством ответвлений и в то же время постоянной, то возможна сеть с переменным сечением. Существуют ограничения на использование сетей с переменным долевым участием, некоторые из которых перечислены ниже:
- В распределительной сети с переменными частями невозможно увеличить мощность потребителей.
- В распределительных сетях переменного сечения количество ответвлений не может быть увеличено.
- Соединить две части сети в точке изменения сечения всегда будет проблема.
Проводимость и ее скин-эффект в проводниках
Проводник: Любой материал, хорошо проводящий электричество, называется проводником. Обычные проводники изготавливаются из почти чистой меди или алюминия или специальных сплавов с приемлемой гибкостью. Поперечное сечение проводника изготавливается разных размеров и форм в зависимости от величины проходящего тока и типа применения. 9Для электроустановок в зданиях используется 9,5% медных жил.
К свойствам меди относятся низкое электрическое сопротивление, отличная электропроводность, устойчивость к атмосферным воздействиям, хорошая механическая прочность и пластичность, а к свойствам алюминия — хорошая механическая прочность, пластичность, более низкая электропроводность, чем у меди, и более низкая цена, чем у меди.
Алюминий также имеет недостатки, такие как недостаточная стойкость к атмосферным воздействиям, что приводит к окислению, а также низкий предел текучести.
Скин-эффект проводника: Скин-эффект – это присущая переменному току тенденция распределяться в областях, расположенных ближе к поверхности проводника. Это распределение течет на расстоянии от поверхности в соответствии с частотой переменного тока, называемой глубиной скин-слоя. Скин-эффект увеличивает эффективное сопротивление проводника.
На микроволновых частотах (от 0,3 до 300 ГГц) большая часть тока проходит через очень тонкий слой вблизи поверхности. Малая глубина скин-слоя в этой области указывает на то, что будет учитываться покрытие близко к поверхности проводника, а не его глубина. В таблице ниже показана глубина поверхности меди на разных частотах.
Таблица размеров кабеля низкого напряжения
Стандартная тележка провода и кабеля низкого напряжения организована путем расчета числовой спецификации продукта, указанной с размером провода и кабеля, в стандартном состоянии.
По сути, кабель относится к различным металлическим проводникам, способным проводить электрический ток и изолированным от окружающей среды изоляционным материалом. Площадь поперечного сечения жилы кабеля, тип и толщина изоляции и других слоев в ней зависят от условий окружающей среды, силы тока, напряжения, типа заземления и приложенной к кабелю механической силы.
Химическая среда и другие погодные условия, конечно же, передаваемая или распределяемая энергия, температура окружающей среды и рабочая температура кабеля действительны для поперечного сечения кабеля. С другой стороны, площадь поперечного сечения токопроводов начинается от 1,5 мм2 и доходит до 1000 мм2. Но как рассчитать сечение кабеля, что такое сечение вообще?
Площадь поперечного сечения в геометрическом определении, пересечение формы с линией или объектом в двухмерном пространстве и пересечение с плоскостью или другим объектом в трехмерном пространстве может создать особую площадь поперечного сечения.
В более простом определении параллельные поперечные сечения создаются, когда объект разрезается на части.
Поперечное сечение кабеля тоже одинаковое, при вертикальном разрезе кабеля видно поперечное сечение кабеля. Эти поперечные сечения могут быть использованы в различных формах, при этом поперечные сечения проводников могут быть круглыми, секторными и секторными. Теперь мы увидим, как рассчитать сечение кабеля исходя из различных факторов.
Чтобы получить сечение кабелей и проводов, следует обратить внимание на такие вещи, как допустимый ток, ток короткого замыкания и, наконец, максимальное падение напряжения, так как по этим точкам можно легко найти требуемое сечение.
Однако определение сечения кабеля по допустимому току кабеля производится на двух разных участках однофазной и трехфазной цепи, поэтому предварительно необходимо проверить величину тока в этой серии цепей.
Согласно расчетной формуле I=W/V.Cosφ для силы тока в кабеле, сила тока может быть легко получена в однофазной цепи.
W — входная мощность, V — напряжение цепи и, наконец, Cosφ — коэффициент мощности. В общем случае предполагается, что все блоки работают вместе. Хотя в реальных условиях все устройства работать одновременно не будут.
Поэтому к текущей формуле добавляется коэффициент kd. Этот коэффициент получается путем деления максимальной одновременно потребляемой мощности на общую мощность нагрузки, которая называется коэффициентом потребления или одновременным коэффициентом. Вышеприведенная формула имеет вид I=kd.W/V. Преобразование Cosφ.
Если двигатель работает с номинальной мощностью, его ток равен I=w/√3,η. Cosφ заключается в том, что в трехфазном двигателе ток двигателя может в 5-7 раз превышать его номинальное значение в момент пуска, но, учитывая малое время протекания тока, это не влияет на сечение. Обратите внимание, что, используя ток любого двигателя или электрического устройства, вы также можете рассчитать сечение кабеля трехфазного двигателя и выбрать нужную линию питания.
Таблица размеров низковольтных проводов
Температура является важным фактором, влияющим на числовые характеристики низковольтных проводов в стандартной таблице, в зависимости от размера провода, который также может влиять на падение напряжения.
Падение напряжения на кабеле в установившемся режиме вычисляется по формуле Vd=√3.I.(RCosφ+XSinφ)L, которая включает в себя падение напряжения Vd, R сопротивление кабеля каждой фазы переменного тока, I максимальное установившееся -ток состояния , X реактивное сопротивление каждого фазного кабеля на каждой I фазе Cosφ также является коэффициентом мощности при полной нагрузке и, наконец, L — длина кабеля.
Падение напряжения не должно превышать значение, измеренное в стандарте. В соответствии со стандартом падение напряжения двигателя составляет 5 % при нормальной работе, 15 % при пуске, 5 % при нагрузке и 3 % при малой передаче. Обратите внимание, что, как упоминалось ранее, падение напряжения необходимо проверять и измерять во время запуска из-за протекания большого тока во время активации.
При прокладке проводов и силовых кабелей по земле сечение силовых кабелей следует измерять по падению напряжения в цепи и другим важным параметрам. Обратите внимание, конечно, что для получения сечения мы должны исследовать падение напряжения в однофазных и трехфазных цепях.
В однофазной цепи значение площади сечения от падения напряжения и грозозащитных проводов получают по формуле а=200ρℓICosφ/αV, где α – нормативный допустимый процент падения напряжения, который должен не превышает определенного предела и относится к установленной части.
И формула, о которой мы говорили ранее, очень ясна. ρ — удельное сопротивление проводника кабеля, a — поперечное сечение провода, ℓ — расстояние, Cosφ — коэффициент мощности и, наконец, V — напряжение. Эту формулу можно использовать, когда нагрузки на линии питания одинаковы, в противном случае, чтобы получить площадь поперечного сечения, рассчитайте площадь поперечного сечения кабеля для каждой линии нагрузки и сложите их вместе.
