Площадь сечения проводов и кабелей в зависимости от силы тока, расчет необходимого сечения кабеля

проводДля ремонта старой ки или прокладки новой нужно подобрать кабель нужного сечения, для того чтобы он выдерживал предполагаемую нагрузку.

Если старая ка вышла из строя нужно её заменить, но прежде чем менять на ачную, узнайте, почему произошла проблема со старой. Возможно, что было просто механическое повреждение, или изоляция пришла в негодность, а еще более весомой проблемой является – выход из строя ки из-за превышения допустимой нагрузки.

Чем отличается кабельная продукция, какие основные характеристики?

Начнем с того, что определяется, какое напряжение в сети, в которой будут работать кабеля. Для бытовых сетей часто применяются кабеля и а типа ВВГ, ПУГНП (только он запрещен современными требованиями ПУЭ из-за ших допусков по сечению при производстве, до 30%, и допустимой толщине изолирующего слоя 0.3мм, против 0.4 в ПУЭ), Ш и другие.

Если отойти от определений от кабеля отличается минимально, в основном по определению в СТе или ТУ по которому он производится. Ведь на рынке есть шое количество ов с 2-3 жилами и двумя слоями изоляции, например тот же ПУГНП или ПУНП.

Допустимое напряжение определяется изоляцией кабеля

Для выбора кабеля кроме напряжения принимают во внимание и условия, в которых он будет работать, для подключения движущегося инструмента и оборудования он должен быть гибким, для подключения неподвижных элементов, в принципе, все равно, но лучше предпочесть кабель с монолитной жилой.

Решающим фактором при покупке является площадь поперечного сечения жилы, она измеряется в мм2, от неё и зависит способность ника выдерживать длительную нагрузку.

Что влияет на допустимый ток через кабель?

Для начала обратимся к основам физики. Есть такой закон Джоуля-Ленца, он был открыт независимо друг от друга двумя ученными Джеймсом Джоулем (в 1841) и Эмилием Ленцом (в 1842), поэтому и получил двойное название. Так вот этот закон количественно описывает тепловое действие электрического тока протекающего через ник.

  Самая крупная в мире солнечная электростанция Noor Abu Dhabi

Если выразить его через плотность тока получится такая формула:

Расшифровка: w – мощность выделения тепла в единице объема, вектор j – плотность тока через ник измеряется в Амперах на мм2. Для медного а принимают от 6 до 10 А на миллиметр площади, где 6 – рабочая плотность, а 10 кратковременная. вектор E – напряженность электрического поля. σ – имость среды.

Так как имость обратно пропорциональна сопротивлению: σ=1/R

Если выразить закон Джоуля-Ленца через количество теплоты в интегральной форме, то:

Таким образом, dQ – количество теплоты, которое выделится за промежуток времени dt в цепи, где протекает ток I, через ник сопротивлением R.

То есть количество тепла прямо пропорционально току и сопротивлению. Чем ше ток и сопротивление – тем ше выделяется тепла. Это опасно тем, что в определенный момент количество тепла достигнет такого значения, что у ов плавится изоляция. Вы могли замечать, что а дешевых кипятильников ощутимо теплеют во время работы, это оно и есть.

Если выделяется мощность на кабеле, значит, падает и напряжение на его концах, подключенных к нагрузке.

В калькуляторах для расчета сечений кабеля, обычно задаются такие параметры:

  • ток или мощность нагрузки;
  • длина линии;
  • допустимое напряжения (обычно в процентах);

Чем ше сопротивление – тем ше упадет напряжение и нагреется кабель, поскольку на нем выделится мощность (P=UI, где U напряжения на кабеле, I – ток, протекающий через него).

Все расчеты свелись к току и сопротивлению. Сопротивление ника вычисляется по формуле:

Здесь: ρ (ро) – удельное сопротивление, l – длина кабеля, S – площадь поперечного сечения.

  Ветровые генераторы на Алиэкспресс: отличное качество за приемлемые деньги

Удельное сопротивление зависит от структуры металла, величины удельных сопротивлений можно определить из таблицы.

В ке в основном используются алюминий и медь. У меди сопротивление 1.68*10-8 Ом*мм2/м., а у аллюминия в 1.8 раза ше чем у меди, равняется 2.82*10-8 Ом*мм2/м. Это значит, что алюминиевый нагреется почти в 2 раза сильнее, чем медный при одинаковом сечении и токе. Отсюда сует, что для прокладки ки придется покупать более толстый алюминиевый , к тому же жилы легко повредить.

Поэтому медные а вытеснили с ашней ки медные, а применение аллюминия в ке запрещено, разрешается только применение алюминиевых кабелей для монтажа очень мощных электроустановок, потребляющих шой ток, тогда используют из аллюминия сечением ше 16 мм2 (смотрите - Почему алюминиевый кабель нельзя использовать в электроке)

Как определить сопротивление а по диаметру жилы?

Бывают случаи, когда площадь поперечного сечения жилы не известна, поэтому можно посчитать по диаметру. Для определения диаметра монолитной жилы можно использовать штангенциркуль, если его нет, то возьмите стержень, например шариковую ручку или гвоздь, намотайте плотно 10 витков а на него, и измерьте линейкой длину получившейся спирали, разделив эту длину на 10 – вы получите диаметр жилы.

Для определения общего диаметра многопроволочной жилы, измерьте диаметр каждой жилы и умножьте на их количество.


Дальше считают поперечное сечение по этой формуле:

И вновь возвращаются к этой формуле для расчета сопротивления а:

Как определить необходимую площадь сечения а?

Самый простой вариант – определить площадь сечения жил по таблице. Он подходит для расчета не слишком длинных линий проложенных в нормальных условиях (с нормальной температурой окружающей среды). Также так можно подобрать для удлинителя. Обратите внимание, что в таблице указаны сечения при определенном токе и мощности в однофазной и трёхфазной сети для аллюминия и меди.

  Применение трансформаторов в источниках электропитания

При расчете длинных линий (ше 10 метров) такой таблицей лучше не пользоваться. Нужно провести расчеты. Быстрее всего воспользоваться калькулятором. Алгоритм расчета такой:

Берут допустимые по напряжению (не более 5%), это значит что при напряжении в сети 220В и допустимым потерям напряжения в 5% на кабеле напряжения (от конца до конца) не должно превышать:

5%*220=11В.

Теперь, зная ток, который будет протекать, мы может вычислить сопротивление кабеля. В двух ной линии сопротивление умножают на 2, так как ток течет по двум ам, при линии длиной в 10м, общая длина ников – 20м.

Отсюда по вышеприведенным формулам вычисляют необходимое поперечное сечение кабеля.

Вы можете сделать это ически со своего смартфона, с помощью приложений «Мобильный электрик» и electroDroid. Только в калькуляторе задается не общая длина ов, а именно длина линии от источника питания к приемнику электричества.

Заключение

Правильно рассчитанная ка это уже 50% залог её успешного функционирования, вторая половина зависит от правильности монтажа. Сует учитывать все особенности ки, максимальную потребляемую мощность всеми потребителями. При этом введите запас по допустимому току на 20-40% «на всякий случай».

Алексей Бартош

Подписывайтесь на наш Телеграм-канал чтобы знать ше https://t.me/ieport_new

Читайте также: Носледние новости России и мира сегодня.

Pin It

Добавить комментарий