Сечение провода по мощности: Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности или току

Содержание

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. Сечение проводов по мощности.

Сечение проводов по мощности таблица. Таблица выбора сечения кабеля. Таблица выбора диаметра кабеля. Таблица выбора сечения от мощности. Подбор кабеля (провода) по току и напряжению.

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.

Расчет сечения провода по току: важность и особенности

Расчет сечения провода по току является важным условием для качественного монтажа электропроводки в помещении любого типа. Это связано с угрозой перегрева при недостаточной площади сечения, что в свою очередь приводит к плавлению его изоляции, короткому замыканию и даже пожару.
В связи с тем, что, в большинстве случаев, провода электрического обеспечения сооружений являются скрытыми внутри кладки или отделочного слоя стены, позаботиться о соответствующем сечении, значит обеспечить себе уверенность в сохранности и жильцов, и имущества. Именно в данном случае и проводится расчет сечения по мощности проходящего тока.

Критерии выбора необходимого сечения провода

Существует три основных принципа, согласно которым проводится выбор площади сечения кабеля для сети электрического обеспечения помещения. К ним относятся:

  • Достаточная площадь сечения для обеспечения прохождения тока без возникновения перегрева.
  • Падение напряжения в кабеле выбранного сечения не должно превышать норму.
  • Площадь сечения провода и качество его изоляционного покрытия должны максимально обеспечивать соблюдение механической прочности, а, следовательно, общей надежности проводки.

Что касается состояния перегрева, то нормальным считается достижение температуры, не превышающей 60°С. В целом, двумя основными критериями, которым должно соответствовать выбранное сечение провода, являются поддержание мощности и обеспечение безопасности.

Процесс определения необходимого сечения провода

В процессе проведения электропроводки в помещении используется простой и быстрый способ того, как определить сечение провода по току. Так как основным показателем функциональности является величина тока, которую он способен пропускать в течение продолжительного периода, прежде всего, необходимо определить уровень предельной нагрузки, который будет ложиться на данный элемент проводки.

Расчет мощности потребителей

Чтобы высчитать величину тока, которая ляжет на искомый кабель, нужно суммировать мощность всех приборов, которые будут получать питание через него. Стоит отметить, что чаще всего, при устройстве электропроводки, освещение и питание электроприборов разделяются на отдельные линии. Поэтому, перед тем, как пытаться определить сечение провода по току для помещения, важно уточнить включение в общий перечень приборов освещения.
Для примера используется вариант расчета только силового обеспечения электричеством. В случае участия в общей нагрузке освещения, мощность ламп также суммируется с мощностями приборов. Допустим, что в помещении (кухня квартиры) планируется использование холодильника мощностью 200 Вт, микроволновой печи с показателем в 1100 Вт, электрического чайника с мощностью 2200 Вт и электроплиты в 500 Вт показателя мощности. Тогда общая нагрузка, которая ляжет на кабель, обеспечивающий силовое питание, составит P=200+1100+2200+500=4000 Вт.

Расчет сечения провода

Дальнейшее изыскание того, какое сечение провода необходимо, подразумевает определение предельной величины тока. Здесь расчет пойдет в двух направлениях: для однофазной и трехфазной сети. Формула расчета для сети в 220В (однофазная) будет иметь вид I=(P*Kи)/U*cos φ. При этом:

  • Р – вычисленная выше мощность всех приборов.
  • U – показатель напряжения сети (220В).
  • Ки – величина коэффициента одновременности, составляющая для бытовых приборов 0,75.
  • Сos φ – для бытовых приборов равен единице.

Если же речь идет о трехфазной сети, формула, вычисляющая величину максимального проведения тока, несколько изменится: I=P/√3*U*cos φ.
Исходя из данных рассматриваемого примера и применив формулу для однофазной сети, получим следующий расчет: I=(4000*0,75)/220*1=13,6 А. Получив показания по величине длительно предельной нагрузки, сечение провода определяется по таблице данных, согласно ГОСТ 31996—2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ». Сама сводная таблица допустимой токовой мощности на провода медных или алюминиевых жил, согласно которой определяется площадь сечения кабеля, приведена ниже.

Медный тип проводов Алюминиевый тип проводов
Сечение, мм2 Одножильный Многожильный Сечение, мм2 Одножильный Многожильный
на воздухе в земле на воздухе в земле на воздухе в земле на воздухе в земле
1,5 22 30 21 27  —  —  —  —  —
2,5 30 39 27 36 2,5 22 30 21 28
4 39 50 36 47 4 30 39 29 37
6 50 62 46 59 6 37 48 37 44
10 68 83 63 79 10 50 63 50 59
16 89 107 84 102 16 68 82 67 77
25 121 137 112 133 25 92 106 87 102
35 147 163 137 158 35 113 127 106 123
50 179 194 167 187 50 139 150 126 143
70 226 237 211 231 70 176 184 161 178
95 280 285 261 279 95 217 221 197 214
120 326 324 302 317 120 253 252 229 244
150 373 364 346 358 150 290 283 261 274
185 431 412 397 405 185 336 321 302 312

Если данные, выведенные в результате расчетов, не совпадают с показателями таблицы, берется ближайшее большее значение. Так, в случае рассматриваемого примера, сечение медного одножильного или многожильного провода составит 1,5 мм2, а при использовании алюминиевого, площадь будет равна 2,5 мм2.

Медь или алюминий?

Как видно на основе примера, расчет и определение того, какую площадь должен иметь провод в зависимости от мощности нагрузки, достаточно прост. Дополнительные вопросы могут также возникнуть касательно материала изготовления. В чем состоят различия медных и алюминиевых кабелей для электрической проводки, и какой из них лучше выбрать?

Сравнительный анализ медного и алюминиевого типов проводов

Для человека, хоть раз сталкивавшегося с вопросами проведения линий электрической сети в помещении или на улице, не секрет, что провода и кабели, изготовленные из меди, пользуются большим уровнем спроса, чем алюминиевые. Это связано с несколькими основными критериями функциональности, в которых данные материалы расходятся.
К таким показателям относятся:

  • Уровень прочности.
  • Степень гибкости.
  • Способность противостояния процессам коррозии.
  • Уровень проводимости тока.

В том, что касается показателей прочности и гибкости, медь значительно опережает алюминий. Она является более гибкой, не переламывается в местах сгибов, что делает ее незаменимой при необходимости проведения сложных систем электропроводки. При этом, медные провода значительно меньше подвержены окислению, которое поражает алюминий достаточно быстро. Кроме того медные провода хорошо соединяются методом пайки.
Разница в уровнях проводимости тока видна даже в данных сводной таблицы по мощности для каждого типа проводов. Медный провод при значительно меньшем сечении способен обеспечить проведение большей силы тока, чем алюминиевый.
Единственным ощутимым недостатком материала является его высокая стоимость. По этой причине алюминий до сих пор удерживается на рынке – дешевизна и доступность данного сырья, в некоторых случаях, играет решающую роль. Однако, по соотношению показателей цена-качество, медь занимает лидирующее положение в качестве материала для проводов и кабелей линий электрических сетей.

формулы и таблицы ⋆ Прорабофф.рф

Выбор сечения кабеля мощности необходим при проведении проводки в помещение. Начинать этот процесс лучше с детального плана и полных расчетов до покупки нужных материалов.

Их в магазинах огромное разнообразие.  Сначала требуется провести расчет сечения кабеля по нагрузке. Даже при самых тщательных измерениях, он все равно будет приблизительным.

При том, что заранее продуманы все осветительные приборы и их мощность, учтена вся бытовая техника, общее значение их мощности будет усредненным.  К полученной цифре лучше прибавить еще процентов 5 на всякий случай.

Поэтому большинство людей считают, что этих показателей хватит для выбора стандартного  медного кабеля:

  • 0,5мм2 для кабелей для точечных светильников, установленных в доме.
  • 1,5мм2 станет достойным выбором для проводов у люстр.
  • 2,5мм2 подходит для проводов розеток.

С точки зрения бытового потребления энергии с учетом всех электроприборов, эти размеры выглядят приемлемо.   Так считается, пока, например, на кухне не включатся в одно время холодильник, микроволновка, электрочайник и тостер. Результат может стать плачевным. Сечение кабеля и мощность нагрузки тесно взаимосвязаны.

При проведении проводки требуется учитывать расчет сечения кабеля по диаметру жилы провода. Не всегда указания на маркировке покупаемого провода бывают правдивой. Для избегания домашних «аварий» в дальнейшем, лучше самим произвести расчет. Существует несколько достаточно простых способов.

  1. Воспользоваться специальными измерительными инструментами – электронным микрометром или штангенциркулем. Этот способ быстрый, но требует затрат на эти приборы.
  2. «Дедовский» метод при наличии карандаша, провода и линейки. Кабель зачищается и плотными витками наматывается на карандаш. Затем измеряется длина намотки и делится на количество жил. Витков обязано быть минимум 15 для лучшей точности.
  3. Применение готовых расчетов сечения кабеля по диаметру жил в таблицах.

Важно помнить: расчет ведется только по диаметру открытой жилы. Провод вполне может выглядеть должного размера за счет изоляции.

При выборе кабеля для применения в бытовых целях стоит учитывать расчет сечения кабеля по длине. Для этого заранее ставятся отметины на поверхности во всех точках, где будут розетки, включатели, светильники и остальное. Делаются обмеры расстояния, и кабель режется исходя из них, но с хорошим запасом.

Формула расчета сечения кабеля состоит из внесения данных длины, площади его сечения и удельного сопротивления проводника. Затем следует рассчитать данные токов, поделив суммарную мощность нагрузки на размер напряжения в сети. Далее рассчитывается вероятная величина понижения напряжения. После этого оценивается размер уменьшения напряжения к номинальному напряжению в сети в процентном соотношении, и выбирается сечение провода, не превышающий 5 процентный рубеж.

Формула по силе тока – I= P/U x cosф. В этой формуле I – сила тока (Ампер) P – суммарное показание мощности (Ватт) U – сила напряжения  (В) cosф – показатель, равный единице.

При показателе общей суммарной мощности потребителей в 3,8кВт, их надо разделить на 220Вольт. Получится 17,3 Ампера.  Определяясь по данным таблицы ПУЭ, выбор сечения кабеля из меди или алюминия найти легко. С показателем силы тока в 17,3 (А) сечение медного кабеля составляет 1,5мм2.

Сечение кабеля и мощность – таблица представлена в статье. Это общедоступная таблица расчета сечения кабеля по мощности.

Сечение кабеля для ввода в дом или квартиру

Как уже говорилось выше, после подсчетов всей нагрузки и выбора провода по его составу, можно проводить последние вычисления: сечение вводного кабеля в квартиру. Возьмем за пример квартиру из двух комнат, в которой вся нагрузка распределяется на силовую и осветительную. Главная силовая нагрузка – это, обычно, розетки в ванной и на кухне. Именно здесь расположено большинство бытовых приборов – бойлер, стиральная машинка, микроволновки, холодильник и множество мелких помощников по хозяйству.

Для этой группы розеток выберем провод с сечением 2,5мм2. Это допустимое сечение кабеля при условии, что нагрузка распределяется на несколько розеток. В случае использования всех приборов в одной розетке, такое сечение категорически не подходит. В такой ситуации требуется максимальное сечение кабеля до 6мм2.

Окончательный вывод о размере сечения кабеля можно делать только после всех расчетов. Например, в комнатах на все розетки идет малое распределение нагрузки и там сечение провода допускает 1,5мм2.

Следует помнить, раз нагрузка в помещениях квартиры разная, значит покупать провод необходимо с разным сечением.

Самая большая нагрузка в квартире идет на вводном участке, поэтому там сечение так же должно быто максимальным – 4-6мм2. При расчетах желательно опираться на данные в ПУЭ, но там они часто завышены. Рассмотрим на примере, какое сечение кабеля для электроплиты требуется, а какое рекомендуется.

Электроплита относится к категории силовой нагрузки и по стандарту ей вполне подойдет кабель с сечением 2,5мм2. Но в ПУЭ эти показатели завышены, с целью обезопасить жилое помещение от электрических аварий.

Что учитывается при подключении электроплиты:

  1. Во-первых, показатели инструкции к прибору и рекомендации ПУЭ. Владельца чудо техники ожидают повышенные денежные затраты, если к электроприбору, имеющему силовые показатели сечения 2,5мм2 поставить провода с увеличенным сечением 6мм2, рекомендуемые ПУЭ. При этом переплата составит 50-70% от цены кабеля с сечением 2,5мм2.
  2. Во-вторых, требуется проверить электросчетчик. Нужно, чтобы вводный в квартиру кабель был обязательно трехжильным. Он в обязательном порядке обязан быть 6мм2 по меди.
  3. В-третьих, проверяется автоматический вводный выключатель. Номинальный ток в нем должен быть 45-50 Ампер.
  4. В-четвертых, нужно позаботиться об устройстве защитного отключения.
  5. В-пятых, правильно выбрать силовую розетку. При однофазовом подключении электроплиты, она должна быть на 25-32 Ампера и с тремя контактами.

И только после всех перечисленных действий стоит приступать к выбору кабеля. Его сечение по меди не должно быть ниже 4мм2.

Установление проводки в квартире или доме требует высокого профессионализма. Вопрос о том, чтобы сделать все своими руками не должен даже подниматься, если владелец помещения не имеет нужного образования и годы практики.

Мало построить дом или сделать капитальный ремонт в квартире. Электропроводка – это важнейшая часть при проектировании здания. Именно она делает помещение пригодным для жилья, давая ему освещение, тепло и необходимые для жизни коммуникации. Установленная проводка может стать помощником для владельца помещения, а может быть его серьезной проблемой. Следует тщательно изучить, как правильно рассчитать сечение кабеля, сколько его нужно, а еще лучше, доверить это специалистам. Слишком тонкая и опасная для жизни наука – электропроводка.

Видео с вопросом: Расчет минимальной площади поперечного сечения провода

Стенограмма видеозаписи

Длина провода, по которому ток от электростанции до подстанции, составляет 7,25 км. Они сделаны из меди с удельным сопротивлением от 1,7 до 10 отрицательных восьми Ом-метров. Ток по проводам составляет 450 миллиампер. Мощность, рассеиваемая проводами, должна быть не более 15 Вт.Какая минимальная площадь поперечного сечения требуется для проводов, передающих ток? Ответ дайте в научном представлении с точностью до одного десятичного знака.

Здесь нас спрашивают о проводах, по которым ток идет от электростанции к подстанции. Предположим, что это один из таких проводов. Нам сказали, что эти провода имеют длину 7,25 километра, которую мы обозначили здесь как. Нам также дано удельное сопротивление 𝜌 меди, из которой сделаны эти провода, равным 1.7 умножить на 10 на отрицательные восемь ом-метров. Нам сказали, что ток 𝐼 по проводам равен 450 миллиампер. Затем последняя информация, которую нам дают, заключается в том, что мощность, рассеиваемая проводами, должна быть не более 15 Вт. И мы обозначили это максимальное рассеивание мощности как 𝑃.

Учитывая всю эту информацию, нас просят определить минимальную площадь поперечного сечения, необходимую для проводов, по которым передается ток. И давайте обозначим эту минимальную площадь поперечного сечения как 𝐴.Чтобы ответить на этот вопрос, мы можем вспомнить, что удельное сопротивление провода связано с другим свойством, сопротивлением провода, через уравнение, которое также включает длину провода и его площадь поперечного сечения. В частности, сопротивление 𝑅 провода равно его удельному сопротивлению, умноженному на его длину, деленную на площадь его поперечного сечения.

Если мы умножим обе части этого числа на на, то увидим, что слева в числителе сокращается с 𝑅 в знаменателе.Между тем, справа отменяются символы 𝐴. Это дает нам уравнение, в котором площадь поперечного сечения является предметом. Мы имеем, что 𝐴 равно удельному сопротивлению 𝜌, умноженному на длину 𝑙, деленному на сопротивление. Нам даны значения для 𝜌 и 𝑙 в правой части этого уравнения. Но мы не знаем ценности сопротивления 𝑅. Однако нам сообщают ток 𝐼 по проводам и максимальную рассеиваемую мощность 𝑃.

Напомним, что мощность 𝑃, рассеиваемая проводом или компонентом схемы, равна квадрату проходящего через него тока 𝐼, умноженного на его сопротивление 𝑅.Мы можем сделать 𝑅 объектом, разделив обе стороны на 𝐼 в квадрате, так что справа в квадрате в числителе сокращается с в квадрате в знаменателе. Затем, меняя местами левую и правую части уравнения, мы получаем, что равно 𝑃, деленному на в квадрате. Если мы используем наши значения для тока через провод и максимальной мощности, рассеиваемой этим проводом 𝑃 в этом уравнении, то мы вычислим максимальное сопротивление 𝑅, которое может иметь этот провод.

Чтобы рассчитать сопротивление в омах, нам понадобится мощность в ваттах и ​​сила тока в амперах.Однако на данный момент наше значение 𝐼 выражается в миллиамперах. Чтобы преобразовать это в единицы ампер, мы можем вспомнить, что один миллиампер равен одной тысячной ампера. Это означает, что для перехода от миллиампер к амперам мы делим на коэффициент 1000, так что ток 𝐼 равен 450, деленному на 1000 ампер. Это составляет 0,45 ампера.

Теперь мы готовы взять это значение тока вместе с нашим значением мощности 𝑃 и подставить их в это уравнение, чтобы вычислить сопротивление.Когда мы это сделаем, мы получим, максимальное сопротивление, которое могут иметь эти провода, равно 15 ваттам, разделенным на квадрат 0,45 ампера. Оценка этого дает сопротивление 𝑅, равное 74,0740 Ом. Если мы теперь вернемся к этому уравнению для площади поперечного сечения, мы увидим, что теперь у нас есть значения для всех трех величин в правой части. Кстати, мы должны заметить, что делим на это максимальное сопротивление 𝑅, которое могут иметь провода. То есть для большего значения 𝑅 мы получим меньшее значение.Итак, используя в этом уравнении наше значение максимального сопротивления, которое могут иметь провода, мы рассчитаем их минимально допустимую площадь поперечного сечения, а это именно то, что нас просят найти.

Однако, прежде чем мы подставим наши значения, нам нужно будет произвести еще одно преобразование единиц измерения. У нас есть удельное сопротивление в ом-метрах, сопротивление 𝑅 в омах и длина в километрах. Чтобы вычислить площадь 𝐴 в квадратных метрах, нам нужно преобразовать значение 𝑙 из километров в метры.Для этого напомним, что один километр равен 1000 метрам. Это означает, что чтобы преобразовать длину из километров в метры, мы умножаем их на коэффициент 1000. Итак, мы получаем, что 𝑙 равно 7,25 умноженным на 1000 метров. Получается 7250 метров.

Теперь мы можем подставить наши значения для удельного сопротивления 𝜌, длины 𝑙 и сопротивления 𝑅 в это уравнение, чтобы вычислить значение 𝐴. Когда мы это делаем, мы получаем вот это выражение. Посмотрев на единицы измерения, мы можем увидеть, что омы сокращаются от числителя и знаменателя.И это оставляет нам два множителя метров в числителе, что дает нам общие единицы измерения в метрах в квадрате. Оценка выражения дает площадь поперечного сечения 𝐴 1,663875, умноженную на 10, до отрицательных шести квадратных метров.

Обратите внимание, что нас просят дать наш ответ в экспоненциальном представлении с точностью до одного десятичного знака. Это значение, которое мы вычислили, уже указано в экспоненциальном представлении. Поэтому нам просто нужно округлить до одного десятичного знака. Когда мы это делаем, результат округляется до 1,7 умножить на 10 до отрицательных шести квадратных метров.Тогда наш ответ состоит в том, что минимальная площадь поперечного сечения, необходимая для этих проводов, составляет 1,7 умножить на 10 до отрицательных шести квадратных метров.

Как выбрать наиболее экономичный размер и тип кабеля?

Дата публикации: 20 сентября 2020 г. Последнее обновление: 20 сентября 2020 г. Абдур Рехман

Выбор кабеля заключается в выборе подходящего типа проводника и выборе подходящего размера / площади поперечного сечения / диаметра проводника в соответствии с областью применения.Во-первых, необходимо понять важность определения размеров и выбора кабеля. Затем будут обсуждены критерии выбора с учетом всех факторов снижения номинальных характеристик, которые могут снизить допустимую нагрузку на кабель. Закон, называемый законом Кельвина, играет жизненно важную роль в экономическом определении размеров проводников, поэтому он также будет объяснен здесь. Помимо размера проводника, будут изучены различные типы проводника. Также в конце будет обсуждаться экранирование и изоляция кабеля.

Размеры кабеля обычно определяются с точки зрения площади поперечного сечения, Kcmil (килограмм круговых милов) или AWG (американский калибр проводов).

Мы только что запустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по разработке энергетических систем. Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX. Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам, и получите от этого пользу. Доступные стандарты для выбора и размера кабеля:
  • IEC (Международная электротехническая комиссия)
  • NEC (Национальный электротехнический кодекс)
  • BS (Британские стандарты)

Важность выбора правильного размера и типа кабеля:

Выбор правильного размера и типа кабеля важен по следующим причинам:

  • Если размер кабеля очень маленький, когда ток превышает допустимую нагрузку, кабель нагревается и повреждается.Таким образом, необходимо выбрать размер кабеля, при котором он способен выдерживать полный ток нагрузки и ток короткого замыкания, который может протекать по кабелю.
  • Увеличение площади поперечного сечения кабеля потребует использования большего количества материала в его конструкции, что приведет к его удорожанию. Следовательно, будет сложно поддерживать хороший баланс между стоимостью кабеля и требованиями к его использованию. Таким образом, диаметр кабеля должен соответствовать требованиям.
  • Необходимо обеспечить нагрузку подходящим напряжением, т.е. с минимальным падением напряжения. Кабель с маленьким диаметром будет иметь более высокое сопротивление. Кроме того, это приведет к большему падению напряжения на кабеле. Поэтому необходимо выбирать такой кабель, который не вызывает падения напряжения или вызывает меньшее падение напряжения.
  • Необходимо выбрать лучший тип кабеля в соответствии с требованиями применения, поскольку каждый тип проводника имеет собственное сопротивление, теплопроводность и т. Д.

Критерии выбора кабелей:

Размер кабеля определяется на основе следующих факторов:

Пропускная способность по току: Определяется путем оценки величины тока, потребляемого оборудованием или нагрузкой, подключенными к принимающему концу кабеля. В нем также предусмотрен запас прочности по току перегрузки.

Падение напряжения: Из-за сопротивления кабеля возникают потери мощности, в результате чего напряжение падает на определенную величину.В дополнение к этому, падение напряжения также зависит от температуры, поскольку температура влияет на сопротивление. Если нам известны значения сопротивления кабеля и тока, протекающего по кабелю, то мы можем определить падение напряжения на этом кабеле по формуле V = I * R.

Рейтинг короткого замыкания: Это способность кабеля выдерживать ток короткого замыкания в течение определенного времени повреждения, прежде чем он будет устранен без каких-либо повреждений.

Коэффициенты снижения номинальных характеристик:

Существуют некоторые внешние помехи, которые влияют на номинальный ток кабеля i.е. токовая нагрузка кабеля. В таких сценариях текущие рейтинги должны быть улучшены путем применения некоторых подходящих факторов, известных как коэффициенты снижения номинальных характеристик. Поскольку у нас есть несколько типов коэффициентов снижения характеристик, значения всех коэффициентов снижения характеристик умножаются, чтобы получить среднее значение. Ниже приведены основные факторы снижения номинальных характеристик, которые следует учитывать при выборе сечения кабеля.

Температурный коэффициент снижения номинальных характеристик (C T ): Температурный коэффициент снижения номинальных характеристик (CT): Кабели должны быть расположены таким образом, чтобы у них было минимальное пространство для рассеивания тепла в окружающей среде.Этот коэффициент используется при расчетах размеров кабеля, чтобы учесть расположение кабеля для минимизации тепловых потерь и, таким образом, повышения допустимой нагрузки кабеля.

Коэффициент группирования проводников (C G ): Электромагнитное поле вокруг проводников в группе создается, когда протекает ток, что приводит к снижению допустимой нагрузки кабеля. По этой причине учитывается фактор группировки проводников.

Термическое сопротивление почвы (C R ): Стандартная температура окружающей кабели составляет 40 ° C.Но если кабели должны быть закопаны в почву, температура вокруг кабелей повышается, и это влияет на допустимую нагрузку кабеля. Поэтому в расчетах учитывается коэффициент термического сопротивления грунта, чтобы компенсировать повышение температуры.

Коэффициент снижения глубины залегания (C D ): Этот коэффициент зависит от глубины грунта, на которую должен быть заложен проводник. Более глубокое проникновение в заземляющий кабель приведет к увеличению коэффициента снижения мощности.

Как рассчитать размер кабеля для заданной нагрузки?

Где,

 P = Действительная мощность (кВт)
         S = Полная мощность (кВА)
         В  L  = Напряжение сети
         I  L  = Линейный ток или допустимая нагрузка кабеля 

С учетом факторов снижения номинальных характеристик:

Теперь выберите размер кабеля в зависимости от указанного выше тока из стандартных таблиц размеров кабеля e.грамм. «Каталоги МЭК».

Закон Кельвина для экономичного сечения кабеля:

Закон Кельвина гласит, что:

Самый экономичный размер проводника — это размер, для которого годовые проценты и амортизация капитальных затрат на него равны годовым эксплуатационным расходам

Скажем,

 Размер (площадь поперечного сечения) проводника = a
         Годовая процентная и амортизационная стоимость кондуктора =  P 
         Годовые эксплуатационные расходы кондуктора =  2  
песо.

Поскольку годовые проценты и амортизационная стоимость кондуктора прямо пропорциональны размеру кондуктора (поскольку увеличение размера кондуктора увеличит его капитальные затраты и, следовательно, процентные и амортизационные расходы) i.е.

P 1 ∝ а

Итак, P 1 = k 1 .a ———————— eq (i)

Кроме того, годовые эксплуатационные расходы на проводник обратно пропорциональны размеру проводника (поскольку увеличение размера проводника приведет к уменьшению потерь энергии плюс повреждение из-за нагрева и, следовательно, эксплуатационные расходы), то есть

Итак, P 2 =

к 2 к

———————— уравнение (ii)

Здесь k 1 и k 2 — постоянные.

Общая годовая стоимость проводника (скажем, P) может быть получена путем сложения уравнений (i) и (ii):

Чтобы общая стоимость была минимальной, дифференциал «P» по отношению к «a» должен быть равен нулю:

дП / да

знак равно

д / да (к 1 .а + к 2 / а)

0 = k 1 + k 2 (- 1 / a 2 )

0 = к 1 — (к 2 / а 2 )

к 2 / а 2 = к 1

k 2 / a = k 1 .a

P 2 = P 1

Экономический размер проводника (при котором годовые проценты и амортизационные расходы равны годовым эксплуатационным расходам на проводника) можно рассчитать из приведенного выше вывода:

к 2 / а 2 = к 1

а = к 1 / к 2

а = √ (к 1 / к 2 )

Пример:
Рассмотрим кабель длиной 1 км с допустимой нагрузкой 150 А в течение года (8760 часов).Стоимость прокладки кабеля составляет 0,1 доллара США за метр, где a — размер жилы в см 2 . Стоимость энергии составляет 0,001 доллара США / кВтч, а 12% составляют проценты и амортизационные отчисления. Удельное сопротивление проводника составляет 1,91 мкОм · см, поэтому определите экономичный размер проводника.

Автор: EagleRJOCC BY-SA 4.0, ссылка

Сопротивление проводника =

ρL / а

знак равно

(1,91×10 -6 ) (10 5 ) / Ом

Потери энергии / год

знак равно

2I 2 Rt / 1000 кВт · ч

Потери энергии / год

знак равно

2x (150) 2 x (0.191 / а) (8760) / 1000

Потери энергии / год

знак равно

75292.2 / а

) кВтч Годовые текущие расходы =

Стоимость / кВтч

Икс

Потери энергии / год

Годовые текущие расходы = 0,1 x (

75292.2 / а

) Годовые текущие расходы = $ (

75292.2 / а

) Капитальные затраты = $

16a / метр

Капитальные затраты = 16 долларов США × 1000 = 16000 долларов США

Ежегодные фиксированные платежи = Проценты и амортизация капитальных затрат

Ежегодные фиксированные платежи = 12% от 16000 долларов США = 1920 долларов СШАa

Согласно закону Кельвина,

Годовые текущие платежи = Ежегодные фиксированные платежи

7529.22 / а

= 1920a

a = 3,92 см 2

Итак, экономичный размер жилы 3,92 см 2 .

Ограничения:

  • Точные проценты и амортизация по капитальным затратам не могут быть определены.
  • Некоторые факторы, такие как допустимая нагрузка кабеля, эффект коронного разряда и т. Д., Не рассматриваются в этом законе.
  • По закону Кельвина может иметь место чрезмерное падение напряжения в размере проводника.

Типы проводников:

В зависимости от физической структуры проводники могут быть скрученными (несколько тонких проводов) или сплошными (сплошная металлическая проволока). Типы кабелей (жилы), которые используются в линиях электропередачи:

ACSR (алюминиевый проводник, армированный сталью): Он состоит из стальных нитей, окруженных алюминиевыми нитями. Это наиболее рекомендуемый проводник для линий электропередачи и используется для более протяженных участков.

ACAR (алюминиевый проводник, армированный сплавом): Он состоит из алюминиево-магниевого кремниевого сплава, окруженного алюминиевым проводником.Он имеет более высокую механическую прочность и проводимость, чем ACSR, поэтому его можно использовать для распределения и передачи в больших масштабах, но он более дорогой.

AAC (полностью алюминиевый проводник): Он также известен как ASC (алюминиевый многожильный проводник) и имеет проводимость 61% IACS. Несмотря на то, что он обладает хорошей проводимостью, он все же ограничен в применении из-за низкой прочности.

AAAC (проводник из алюминиевого сплава): Он изготовлен из сплава алюминия-магния-кремния и имеет проводимость 52.5% МАКО. Из-за большей прочности его можно использовать для распространения, но не рекомендуется для передачи. Подходит для использования в помещениях с повышенным содержанием влаги.

⁘ IACS (Международный стандарт отожженной меди) — это стандарт, введенный США.

Это стандарт, с которым сравнивается проводимость любого проводника.

Это значение проводимости коммерчески доступной меди.

Экранирование и изоляция кабеля:

Существуют различные слои различных материалов, которые должны быть наложены на проводник, чтобы обеспечить изоляцию и экран кабеля с целью защиты проводника.Каждый слой имеет свою особую функцию, и ее требования зависят от применения кабелей. Например, для воздушных линий нам не нужна изоляция или экранирование, поскольку там используются неизолированные провода, но для подземных кабелей они должны быть изолированы и экранированы.

Изоляция: Изоляция кабеля выполняется с помощью любого диэлектрика, например ПВХ, чтобы предотвратить утечку тока из проводника.

Оболочка: Кабель снабжен оболочкой для защиты кабеля от влаги.Это должен быть какой-нибудь немагнитный материал, например, свинцовый сплав.

Подкладка: Предназначение подстилки — защитить оболочку кабеля от повреждений, вызванных броней.

Армирование: Армирование — это еще один слой оцинкованной стали поверх кабеля, защищающий его от любых механических повреждений.

Обслуживания: Повышает механическую прочность кабеля. Обеспечивает общую защиту от влаги, пыли и т. Д.

Подведение итогов:

Систему передачи электроэнергии можно сделать эффективной и экономичной, если следовать надлежащей методологии определения размеров и выбора кабеля. Критерии выбора, коэффициенты снижения номинальных характеристик, тип проводника, надлежащая изоляция и экранирование и т. Д. Мы должны помнить об этом во время прокладки кабеля. Таким образом мы можем добиться эффективной, безопасной и рентабельной передачи электроэнергии.


  • Об авторе

    Абдур Рехман (Abdur Rehman) — профессиональный инженер-электрик с более чем восьмилетним опытом работы с оборудованием от 208 В до 115 кВ как в коммунальных, так и в промышленных и коммерческих помещениях.Особое внимание он уделяет вопросам защиты энергосистем и инженерным исследованиям.

Американский калибр проводов (AWG) Таблица размеров проводников / таблица


Американский калибр проводов Таблица размеров проводников

Американский калибр проволоки (AWG) — это стандартизированная система калибра проводов для диаметров круглых, сплошных, цветных и электропроводящих проводов. Чем больше номер AWG или калибр провода, тем меньше физический размер провода. Наименьший размер AWG — 40, а самый большой — 0000 (4/0).Общие практические правила AWG — при уменьшении на 6 размеров диаметр проволоки удваивается, а на каждые 3 калибра площадь поперечного сечения удваивается. Примечание — Калибр для проволоки W&M, Калибр для стальной проволоки в США и Калибр для музыкальной проволоки — это разные системы.

Таблица размеров и свойств американского калибра проводов

(AWG) / таблица

В таблице 1 перечислены размеры AWG для электрических кабелей / проводов. Помимо размера провода, в таблице приведены значения допустимой нагрузки (тока), сопротивления и скин-эффекта.Приведенные значения сопротивления и глубины скин-слоя относятся к медным проводам. Подробное описание каждого свойства проводника приведено ниже в таблице 1.

Таблица 1: Размеры и свойства кабелей / проводников американского калибра проводов (AWG)

AWG Диаметр
[дюймы]
Диаметр
[мм]
Площадь
[мм 2 ]
Сопротивление
[Ом / 1000 футов]
Сопротивление
[Ом / км]
Максимальный ток
[Амперы]
Макс.частота
для 100% глубины кожи
0000 (4/0) 0.46 11,684 107 0,049 0,16072 302 125 Гц
000 (3/0) 0,4096 10,40384 85 0,0618 0,202704 239 160 Гц
00 (2/0) 0,3648 9.26592 67,4 0,0779 0,255512 190 200 Гц
0 (1/0) 0.3249 8,25246 53,5 0,0983 0,322424 150 250 Гц
1 0,2893 7,34822 42,4 0,1239 0,406392 119 325 Гц
2 0,2576 6.54304 33,6 0,1563 0,512664 94 410 Гц
3 0.2294 5,82676 26,7 0,197 0,64616 75 500 Гц
4 0,2043 5,18922 21,2 0,2485 0,81508 60 650 Гц
5 0,1819 4,62026 16,8 0,3133 1.027624 47 810 Гц
6 0.162 4,1148 13,3 0,3951 1,295928 37 1100 Гц
7 0,1443 3,66522 10,5 0,4982 1.634096 30 1300 Гц
8 0,1285 3,2639 8,37 0,6282 2,060496 24 1650 Гц
9 0.1144 2, 6,63 0,7921 2,598088 19 2050 Гц
10 0,1019 2,58826 5,26 0,9989 3,276392 15 2600 Гц
11 0,0907 2.30378 4,17 1,26 4,1328 12 3200 Гц
12 0.0808 2,05232 3,31 1,588 5.20864 9,3 4150 Гц
13 0,072 1,8288 2,62 2,003 6.56984 7,4 5300 Гц
14 0,0641 1,62814 2,08 2,525 8,282 5,9 6700 Гц
15 0.0571 1.45034 1,65 3,184 10,44352 4,7 8250 Гц
16 0,0508 1,29032 1,31 4,016 13,17248 3,7 11 кГц
17 0,0453 1,15062 1,04 5,064 16. 60992 2,9 13 кГц
18 0.0403 1.02362 0,823 6.385 20,9428 2,3 17 кГц
19 0,0359 0, 0,653 8,051 26.40728 1,8 21 кГц
20 0,032 0,8128 0,518 10,15 33,292 1,5 27 кГц
21 0.0285 0,7239 0,41 12,8 41,984 1,2 33 кГц
22 0,0254 0,64516 0,326 16,14 52,9392 0,92 42 кГц
23 0,0226 0,57404 0,258 20,36 66.7808 0,729 53 кГц
24 0.0201 0,51054 0,205 25,67 84,1976 0,577 68 кГц
25 0,0179 0,45466 0,162 32,37 106,1736 0,457 85 кГц
26 0,0159 0,40386 0,129 40,81 133,8568 0,361 107 кГц
27 0.0142 0,36068 0,102 51,47 168,8216 0,288 130 кГц
28 0,0126 0,32004 0,081 64,9 212,872 0,226 170 кГц
29 0,0113 0,28702 0,0642 81,83 268,4024 0,182 210 кГц
30 0.01 0,254 0,0509 103,2 338,496 0,142 270 кГц
31 0,0089 0,22606 0,0404 130,1 426,728 0,113 340 кГц
32 0,008 0,2032 0,032 164,1 538,248 0,091 430 кГц
33 0.0071 0,18034 0,0254 206,9 678,632 0,072 540 кГц
34 0,0063 0,16002 0,0201 260,9 855,752 0,056 690 кГц
35 0,0056 0,14224 0,016 329 1079,12 0,044 870 кГц
36 0.005 0,127 0,0127 414,8 1360 0,035 1100 кГц
37 0,0045 0,1143 0,01 523,1 1715 0,0289 1350 кГц
38 0,004 0,1016 0,00797 659,6 2163 0,0228 1750 кГц
39 0.0035 0,0889 0,00632 831,8 2728 0,0175 2250 кГц
40 0,0031 0,07874 0,00501 1049 3440 0,0137 2900 кГц

AWG Примечания : Американский калибр проводов (AWG) — это стандартизированная система калибра проводов, используемая преимущественно в США для измерения диаметра электропроводящего провода.Общее практическое правило заключается в том, что с каждым уменьшением калибра на 6 диаметр проволоки удваивается, а с каждым уменьшением на 3 калибра удваивается площадь поперечного сечения.

Примечания к диаметру : Мил — это единица измерения длины, равная 0,001 дюйма («миллидюйм» или «тысячная часть дюйма»), т.е. 1 мил = 0,001 дюйма.

Примечания к сопротивлению : Сопротивление, указанное в таблице выше, относится к медному проводнику. Для заданного тока вы можете использовать указанное сопротивление и применить закон Ома для расчета падения напряжения на проводнике.

Ток (допустимая нагрузка) Примечания : Номинальные значения тока, указанные в таблице, предназначены для передачи энергии и были определены с использованием правила 1 ампер на 700 круговых милов, что является очень консервативным значением . Для справки, в Национальном электрическом кодексе (NEC) указывается следующая допустимая нагрузка для медного провода при 30 градусах Цельсия:
14 AWG — максимум 20 А на открытом воздухе, максимум 15 А в составе трехжильного кабеля;
12 AWG — максимум 25 ампер на открытом воздухе, максимум 20 ампер в составе трехжильного кабеля;
10 AWG — максимум 40 А на открытом воздухе, максимум 30 А в составе трехжильного кабеля.

Проверьте правильность допустимой токовой нагрузки (допустимой токовой нагрузки) для сети и настенной проводки в местных электротехнических правилах.

Примечания к скин-эффекту и глубине скин-эффекта : Скин-эффект — это тенденция переменного электрического тока (AC) распределяться внутри проводника, так что плотность тока у поверхности проводника больше, чем у его сердечника. То есть электрический ток имеет тенденцию течь по «коже» проводника. Скин-эффект приводит к увеличению эффективного сопротивления проводника с увеличением частоты тока.Максимальная частота показа — для 100% глубины кожи (т. Е. Без кожных эффектов).

American Wire Guage (AWG) Размер провода

Отлично, теперь, когда вы вооружены этой информацией о AWG и проводниках, взгляните на некоторые из проектов DIY Hi-Fi Audio Cables и сетевых шнуров питания.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *