Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки.
Необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.
Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.
Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.
Что нужно знать для правильного выбора провода?
Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно . Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.
Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры. Перечень необходимых приборов и их примерная мощность указана в таблице.
| Электроприбор | Мощность, Вт |
| LCD телевизор | 140 |
| Холодильник | 300 |
| Бойлер | 2000 |
| Пылесос | 650 |
| Утюг | 1700 |
| Электрочайник | 1200 |
| Микроволновая печь | 700 |
| Стиральная машина | 2500 |
| Компьютер | 500 |
| Освещение | 500 |
| Всего | 10190 |
После того как мощность будет известна, найти силу тока можно по формуле:
- для однофазной сети 220 В :
- для трехфазной сети 380 В
:
Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А - с сечением 2.5 мм2 (для медного многожильного провода прокладываемого по воздуху).
Представляю вашему вниманию таблицы допустимых токовых нагрузок кабелей с медными и алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластика.
Все данные взяты не из головы, а из нормативного документа ГОСТ 31996-2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ».
Например у Вас трехфазная нагрузка мощностью Р=15 кВ. Необходимо выбрать медный кабель (прокладка по воздуху). Как рассчитать сечение? Сперва необходимо рассчитать токовую нагрузку исходя из данной мощности, для этого применяем формулу для трехфазной сети: I = P / √3 · 380 = 22.8 ≈ 23 А.
По таблице токовых нагрузок выбираем сечение 2.5 мм2 (для него допустимый ток 27А). Но так как кабель у Вас четырехжильный (или пяти- тут уже особой разницы нет) согласно указаний ГОСТ 31996-2012 выбранное значение тока нужно умножить на коэффициент 0.93. I = 0.93 * 27 = 25 А. Что допустимо для нашей нагрузки (расчетного тока).
Хотя в виду того что многие производители выпускают кабели с заниженным сечением в данном случае я бы советовал взять кабель с запасом, с сечением на порядок выше - 4 мм2.
Какой провод лучше использовать медный или алюминиевый?
На сегодняшний день для монтажа как открытой электропроводки так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода. Медь, по сравнению с алюминием, более эффективна:
1) она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
2) меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке , места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;
3) проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.
Недостатком медных проводов является их высокая стоимость. Стоимость их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные провода по стоимости дороже все же они являются более распространенными и популярными в использовании чем алюминиевые.
Расчет сечения медных проводов и кабелей
Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.
Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную .
В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа установленная на кухне и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).
Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2 . При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.
Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнат для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2 но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.
Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2 .
Необходимо понимать что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.
При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС , ВВГнг , ППВ , АППВ .
Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:
ППВ - медный плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
АППВ - алюминиевый плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
ПВС - медный круглый, количество жил - до пяти, с двойной изоляцией для прокладки открытой и скрытой проводки;
ШВВП – медный круглый со скрученными жилами с двойной изоляцией, гибкий, для подключения бытовых приборов к источникам питания;
ВВГ - кабель медный круглый, до четырех жил с двойной изоляцией для прокладки в земле;
ВВП - кабель медный круглый одножильный с двойной ПВХ (поливинилхлорид) изоляцией, П - плоский (токопроводящие жилы расположены в одной плоскости).
Если вы решили самостоятельно заменить или отремонтировать электропроводку, проложенную по дому, сперва необходимо ответить на вопрос: провод какого сечения понадобится для качественного выполнения этой работы. Правильно подобранный кабель не только прослужит вам много лет, но и убережет от массы проблем, основной из которых может стать перегрев проводки и, как следствие, короткое замыкание или пожар.
Выбор материала и сечения проводника может осуществляться двумя путями. Первый — «на глаз», которым пользуется большинство домашних электриков, и сводится который к произвольному выбору электропровода без учета предполагаемой нагрузки, силы потребляемого тока и других факторов. Второй – научный, в основе которого лежат математические расчеты, основанные на данных электротехники. У каждого металла, используемого в качестве жилы электропровода, свои специфические характеристики, и чтобы произвести качественные расчеты, необходимо их знать. Так, в медном проводе сечением 1 миллиметр плотность тока варьируется в пределах 6-10 ампер, а в алюминиевом – 4-6 ампер. С увеличением площади сечения возрастает и пропускная способность. Превышать эти показатели крайне не рекомендуется, поскольку провода не рассчитаны на большую силу тока и могут не выдержать нагрузки.
В завершении хочется отметить, что по общему правилу рекомендуется использование трехжильного провода, одна из жил которого будет использоваться для заземления. Владея этой и изложенной выше информацией, вы без особых проблем выберете кабель, способный выдержать нагрузку всех электроприборов, применяемых в вашем доме.
"Компания ООО "ИЭК" производит дополнительный набор специалистов/менеджеров по продажам кабельной продукции. По вопросу трудоустройства просьба обращаться по тел: 8-499-286-31-86, или отправить свое резюме на почту: [email protected] с пометкой "Резюме".
При выборе кабеля, который обеспечивает электропитание необходимо обращать внимание на разные величины, а также производить расчёты сечения кабеля по токовой нагрузке и расчёт по его сечению. Необходимо знать и то, чтобы обеспечить безопасность и надёжность, важно принимать во внимание и такую величину, как длина каждого составляющего предмета на линии или всей линии целиком. Все современные электроприборы работают при определённых предельных значениях в сети, например, от 185 до 240 Вольт. Поэтому нужно учитывать потери напряжения, которые связаны с длиной, чтобы не получить напряжение меньшего показателя на конце линии, чем требуется для отличной работы техники. Если напряжение будет находиться выше или ниже этого предела, тогда устройства невозможно будет эксплуатировать или они могут выйти из строя. Поэтому, проводя все необходимые расчёты сечения провода по длине, происходит одновременная забота о безопасности качественной работы системы.
В каких областях применяется расчёт кабеля по длине?
1) В бытовых условиях такой расчёт необходим для изготовления удлинителей на большие расстояния. В других ситуациях подобные расчёты не нужны. Длина линии в данном случае небольшая и потеря напряжения происходить не будет или она будет настолько маленькой, что это можно не брать во внимание. Единственное, следует помнить о том, что прокладывая линию, нужно оставлять запас до 15 сантиметров с каждой стороны на сварку, пайку или обжим. Концы кабеля, которые будут входить в щитовую должны также быть проложены с запасом, чтобы можно было легко подключить защитную автоматику и произвести аккуратную укладку внутри щитка. В бытовых условиях при прокладывании кабеля, ставятся точки расположения розеток, выключателей, электропотребителей и других "точек". При помощи рулетки производится замер необходимой длины кабеля с запасом и только потом делается отрез кабеля. Он крепится к стене в соответствии с нормативами и требованиями ПУЭ. Стоит отметить, если монтажники имеют возможность работать с напарниками, то можно в целях экономии времени прокладывать и крепить кабель без произведения замера в начале работы, сразу по поверхности от выключателя к розетке и т.д.
2) В промышленности расчёт сечения электропровода производится ещё во время составления проекта сетей. Данные расчёты нужно сделать в обязательном порядке, если для кабеля предусмотрены длительные и существенные нагрузки. Все проводники имеют определённые свойства и определённую величину сопротивления тока, что вызывает потери при использовании электротока. На величину сопротивления влияют такие факторы, как сечение проводника (чем оно меньше, тем больше потерь), материал проводника и его длина (чем больше этот параметр, тем больше потери). Благодаря этому становится понятно, почему в проводниках может наблюдаться падение напряжения, которое равно величине тока, умноженной при этом на значение сопротивления проводника. Несмотря на это существует допустимая величина падения напряжения, и она должна быть не более 5%. Если всё-таки предел будет повышаться, тогда необходимо выбирать проводник с большим сечением.
Уметь правильно рассчитать сечение прокладываемого кабеля, должен прежде всего, электрик, поскольку при неправильном выборе сечения, электросеть долго не прослужит. В бытовых условиях, данные знания пригодятся всем, кто делает ремонт, меняет проводку, приобретает новое электрооборудование, и при этом задумывается о надежности работы электросети и собственной безопасности.
Точно подобранное сечение проводки обеспечит следующее:
- Обеспечит длительную, бесперебойную работу вашей технике.
- Исключит возможность возникновения пожаров.
- Избавит от необходимости замены проводки.
- Позволит избежать дополнительных затрат на приобретения изделия с большим сечением.
Как выбрать сечение кабелей по мощности?
Для правильного расчета необходимо:
- Подсчитать количество бытовых приборов в помещении (желательно учитывать и приборы, которые вы планируете приобрести в будущем), их общую мощность.
- Все приборы разделить на 2 группы: которые будут работать непрерывно, и те, которые будут использоваться редко, после чего суммировать их мощности и определить примерное время работы проводки при полной нагрузке.
- Добавить к получившемуся значению 5% — «запас прочности».
- Конечное значение необходимо разделить на коэффициент работы сети, в результате получится требуемый показатель мощности провода, после чего при помощи специальной таблицы протекания токов определяем сечение жил для полученного значения.
- Выбрать изделие из алюминия, меди, либо алюмомеди, сечение которого подходит для вашего значения мощности, учитывая значение напряжения сети (220В для бытовой электросети, 380В – для промышленной).
Необходимо знать, что материалами для токопроводящих изделий являются алюминий, медь и алюмомедь, при этом, каждый из них обладает преимуществами и недостатками.
Особенности алюминиевого кабеля:
- Легче и дешевле , чем медные.
- Обладают в 1,73 раза меньшей проводимостью, чем медные.
- Подвержены окислению , после чего теряют проводимость.
- После длительной эксплуатации перестают держать форму.
- В домашних условиях невозможно произвести пайку.
Особенности медного кабеля:
- Обладают высокой эластичностью и механической прочностью.
- Отличаются небольшой величиной электрического сопротивления.
- Отлично поддаются пайке и лужению.
- Стоят намного больше, чем алюминиевые.
Алюмомедный кабель представляет собой алюминиевую жилу, снаружи плакированную медью (количество меди составляет 10-30%) термомеханическим способом.
Особенности алюмомедного кабеля:
- Проводимость лучше , чем у алюминиевого изделия, но хуже, чем у медного.
- Со временем , характеристики данного изделия не ухудшаются, в отличии от алюминиевых проводов.
- Намного меньшая стоимость , по сравнению с медью.
- Алюмомедь , в отличие от меди и алюминия, не вызывает интереса у воров, поскольку приемщики цветных металлов алюмомедь не принимают – из-за сложности разделения 2 металлов.
Как узнать мощность?
Мощность измеряется в ваттах, киловаттах (Вт, кВт, w, kWt). На каждом современном электрооборудовании (бытовом и промышленном) мощность указывается на бирке наряду с остальными характеристиками изделия. Если данный параметр по каким-либо причинам отсутствует, рекомендуем воспользоваться Таблицей 1.
Таблица 1 — усредненные значения мощностей бытовых электроприборов:
| Электроприбор | Усредненная мощность, Вт | |
| 1. | Бойлер | 1500 |
| 2. | Водонагреватель (проточный) | 5000 |
| 3. | Газонокосилка | 1500 |
| 4. | Дрель | 800 |
| 5. | Духовка | 2000 |
| 6. | Камин масляной | 900 |
| 7. | Компьютер (ноутбук) | 500 |
| 8. | Микроволновая печь | 1500 |
| 9. | Насос водяной | 1000 |
| 10. | Сварочный аппарат | 2500 |
| 11. | Стиральная машина | 2500 |
| 12. | Перфоратор | 1300 |
| 13. | Принтер | 500 |
| 14. | Телевизор | 300 |
| 15. | Тостер | 800 |
| 16. | Холодильник | 700 |
| 17. | Фен бытовой | 1200 |
| 18. | Фен промышленный | 1500 |
| 19. | Электрическая жаровня (духовка) | 2000 |
| 20. | Электрическая плита | 2000 |
| 21. | Электрический чайник | 1400 |
Примеры расчёта
Допустимый ток для кабелей и проводов:
Пример 1. Расчет для однофазной сети напряжением 220В.
Чаще всего, многоквартирные дома запитываются от однофазной сети с напряжением 220В. Допустим, суммарная мощность домашних электроприборов с учетом дополнительных 5% — «запаса прочности», составляет 7,6 кВт (усредненный показатель электронагрузки в квартире) – теперь можно приступать к выбору материала кабеля.
Для этого находим значение ближайшего подходящего сечения кабеля в соответствующей таблице издания «Правила устройства электроустановок» (Таблица 2), в нашем случае он составит:
- 4 мм кв. для меди (рассчитан на длительные нагрузки в 8,3 кВт);
- 6 мм. кв. для алюминия (рассчитан на длительные нагрузки 7,9 кВт);
- 6 мм. кв. для алюмомеди (см. раздел советы профессионалов);
Пример 2. Расчет для трехфазной сети напряжением 380В.
В данном случае, подключение осуществляется к одной из 3-х фаз и общему «нолю» – данное правило касается исключительно однофазных приборов, которых в современном доме подавляющее большинство.
Не стоит забывать и про трехфазную домашнюю технику – насосы, сварочные аппараты, двигатели, и т.д., при подключении которой нагрузку требуется равномерно распределить между 3-мя фазами (7,6 кВт / 3-и фазы = 2,6 кВт на фазу).
Поэтому при подключении нагрузки к 3-х фазной сети, значение суммарной мощности умножается на специальный коэффициент, благодаря чему происходит уменьшение значения сечения. Например, подключая нагрузку 7,6 кВт, для 1-о фазной сети потребуется медный провод — 4 мм кв., для 3-х фазной – 1,5 мм кв.
Отметим, что проводить расчеты для домашних условий намного проще, чем для промышленных мощностей, поскольку в последнем случае к показателям, которые необходимо учитывать при расчете, добавляются:
- сезонные нагрузки;
- коэффициент одновременности;
- коэффициент спроса;
Онлайн-калькуляторы
Для облегчения расчетов и точного подбора требуемого размера сечения мы подобрали рабочие онлайн-калькуляторы, которые быстро и точно выполнят за вас расчет по определению необходимого сечения:
Последствия неправильного подбора сечения
Выбор сечения по мощности – чрезвычайно ответственный процесс. Например, если сечение кабеля домашней электросети рассчитано на мощность до 6 кВт, при нагрузке в 7,5 кВт (лишь подключение к домашней электросети всего лишь одного бытового прибора, такого, как микроволновая печь, или электрочайник) кабель будет перегреваться.
Когда перегрев достигнет критического значения, сначала он начнет плавиться, а затем возгораться изоляция кабеля:
- Именно неправильно подобранное сечение проводов является наиболее распространенной причиной бытовых пожаров.
- Также, при разрушении изоляции , может произойти замыкание, в результате чего может выйти из строя вся бытовая техника.
- В любом случае , на восстановление и замену, как минимум проводки дома, вам придется значительно потратиться.
- На промышленном предприятии неверно подобранные кабели могут привести к намного более трагическим последствиям.
Именно поэтому, к данному вопросу необходимо отнестись очень серьезно.
- Алюминиевую проводку лучше всего заменять алюмомедной – такого же диаметра (данное правило применимо и для Таблицы 2). Если же вы заменяете медный кабель алюмомедным, сечение нового кабеля должно соотносится с медным как 5 к 6.
- При трехфазном питании приборы лучше всего разбить на группы таким образом, чтобы нагрузка на каждую из фаз была приблизительно одинаковой.
- При покупке
, необходимо обратить внимание на маркировку, поскольку продавцы могут мошенничать – выдавать алюмомедные кабеля за медные, тем самым нанося существенный урон вашему кошельку. Чтобы этого не случилось, необходимо:
- Обратить внимание на маркировку (отечественные алюмомедные изделия маркированы буквосочетанием АМ).
- Если маркировка отсутствует, либо кабель произведен за границей (не учитывая страны СНГ), достаточно соскоблить верхний слой – медная жила однородна, в отличии от алюмомеди.
- В последнее время
все более распространенным становится прокладывание кабелей при помощи гофрированных труб (гофр). Ниже приведены преимущества гофр, а также особенности эксплуатации:
- Пониженная воспламеняемость гофр сводит к минимуму вероятность возникновения пожара при замыкании проводки.
- Гофра защищает проводку от механических воздействий и повреждений.
- Продеть провод в гофру тем сложнее, чем больше ее длина; поэтому его конец сначала прикрепляют к тонкой проволоке, которую намного проще продеть через гофру.
- Для прокладывания бытовой электропроводки рекомендуется использовать многожильные провода, поскольку они являются более гибкими.
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 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 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.
Сечение кабеля выше требуемого
Здесь главный фактор - экономический. Чем больше 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
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:
I расч. = P/(U ном ∙cosφ),
где P - мощность нагрузки, U ном. - напряжение сети (220 В).
Если общая мощность активных нагрузок в доме составляет 10 кВт, то расчетный ток I расч. = 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 I расч. = 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 мм 2 . 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 = I 2 Rn 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 = (t ж - t ср)/(∑S),
где ∆t = t ж -t ср - разница между температурой среды и жилы, ∑S - температурное сопротивление.
Длительно допустимый ток, проходящий по кабелю, находится из выражения:
I доп = √((t доп - t ср)/(Rn∑S)),
где t доп - 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/U н,
где P и Q- активная и r и x - активное и реактивное сопротивление участка L, а U н - 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.
Способы подключения потребителей
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∙мм 2 .
Ток определяется из соотношения: I = P/U ном = 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 мм 2 .
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 мм 2 .
Пример 2
Три цепи освещения подключены параллельно друг с другом на одну фазу трехфазной линии, сбалансированной по нагрузкам, состоящей из четырехжильного кабеля на 70 мм 2 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: ∆U фаз = 150∙0, 05∙0,55 = 4,1 В. Теперь следует определить потери между нейтралью и фазой, поскольку освещение подключается на напряжение 220 В: ∆U ф-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 U общ = (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.
