Расчет кабеля медного по мощности


расчет и подбор сечения жилы провода

При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

  • безопасность;
  • надежность;
  • экономичность.

Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.

Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».

Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( «Правила устройства электроустановок«). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:

  1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
  2. Материал проводника.
  3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
  4. Месторасположение кабеля.

В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно «Правилам устройства электроустановок«, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на порядок больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами

Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.

В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:

  • высокая прочность;
  • упругость;
  • стойкость к окислению;
  • электропроводность больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.

Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.

Как рассчитать по току

Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ).

Таблица 3. Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.

Таблица 4. Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией


Кроме электрического тока, понадобится выбрать материал проводника и напряжение.

Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10. Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8. Если устанавливают алюминиевые кабели, то надо делить на 6. Это объясняется тем, что для обеспечения одинаковых нагрузок толщина алюминиевого проводника больше, чем медного.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.

При укладке кабеля на большие расстояния приходиться учитывать падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На данный параметр влияют:

  1. Длина провода, единица измерения — м. При её увеличении растут потери.
  2. Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
  3. Удельное сопротивление материала (справочное значение). Показывает сопротивление провода, размеры которого 1 квадратный миллиметр на 1 метр.

Падение напряжения численно равняется произведению сопротивления и тока. Допустимо, чтобы указанная величина не превышала 5%. В противном случае надо брать кабель большего сечения. Алгоритм расчета сечения провода по максимальной мощности и длине:

  1. В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosф находим ток по формуле: I=P/(U*cosф). Для электросетей, которые используются в быту, cosф = 1. В промышленности cosф рассчитывают как отношение активной мощности к полной. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
  2. С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
  3. Рассчитываем сопротивление проводника по формуле: Rо=ρ*l/S, где ρ — удельное сопротивление материала, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения. Необходимо учесть ток факт, что ток идет по кабелю не только в одну сторону, но и обратно. Поэтому общее сопротивление: R = Rо*2.
  4. Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
  5. Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:

  • закрытая;
  • открытая.

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)

Калькулятор размеров медных и алюминиевых проводов и кабеля

Сегодня у нас появился еще один комплексный калькулятор размеров медных и алюминиевых проводов.

Как мы подробно обсудили тему «Как правильно рассчитать размер провода для электропроводки. Теперь вы можете воспользоваться этим калькулятором, чтобы сделать эту работу.

Формула расчетного размера провода / кабеля для однофазных цепей

Миллиметрическая длина проволоки = 2 x ρ x I x L / (% допустимого падения напряжения источника напряжения)

Формула расчета размера провода / кабеля для Трехфазные цепи

Проводные круглые мил = √3 x 2 x ρ x I x L / (% допустимого падения напряжения источника напряжения)

Где;

  • ρ = Удельное сопротивление или удельное сопротивление проводника
  • D = Расстояние в футах (в одну сторону) i.е. ½ общая длина цепи
  • I = ток нагрузки

Примечание: здесь значение ρ = удельное сопротивление или удельное сопротивление проводника для меди и алюминия составляет 11,2 и 17,4 соответственно при 53 ° C (127 ° F)

  • Также проверьте раздел «Полезно знать» после калькулятора.

Введите значения и нажмите кнопку рассчитать. Результат покажет необходимое количество.

Полезно знать:

Если размер провода больше, чем у всех датчиков (т.е.e 0000 - наибольший размер провода в), то инженер-электрик измеряет его в СМ, кСМ или МСМ вместо дюймов, потому что дюйм - это небольшая единица таких проводов. Куда;

круговой мил (СМ) - это единица круглой площади диаметром один мил (одна тысячная дюйма). Это соответствует 5,067 × 10 -4 мм².

Где:

1000 СМ (круглые милы) = 1 МСМ или 1 км3 = 0,5067 мм², т. Е. 2 ​​км3.

Это единица для обозначения площади провода с круглым поперечным сечением.

Вы также можете прочитать:

.

Калькулятор падения напряжения

Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи на основе размера провода, расстояния и ожидаемого тока нагрузки. Обратите внимание, этот калькулятор предполагает, что схема работает в нормальных условиях - температура в помещении с нормальной частотой. Фактическое падение напряжения может варьироваться в зависимости от состояния провода, используемого трубопровода, температуры, разъема, частоты и т. Д. Рекомендуется, чтобы падение напряжения не превышало 5% при условии полной нагрузки.



Основной закон падения напряжения

V drop = IR

где:
I: ток через объект, измеренный в амперах
R: сопротивление проводов, измеряется в омах


Типичные размеры проволоки AWG

AWG диаметр витков провода Площадь Медное сопротивление NEC медная проволока с изоляцией 60/75/90 ° C (A) Прибл. Метрический эквивалент
дюймов мм на дюйм на см тыс.куб.м. мм 2 O / км O / KFT
0000 (4/0) 0.4600 11,684 2,17 0,856 212 107 0,1608 0,04901 195/230/260
000 (3/0) 0,4096 10,404 2,44 0,961 168 85,0 0,2028 0,06180 165/200/225
00 (2/0) 0.3648 9,266 2,74 1,08 133 67,4 0,2557 0,07793 145/175/195
0 (1/0) 0,3249 8,252 3,08 1,21 106 53,5 0,3224 0,09827 125/150/170
1 0.2893 7,348 3,46 1,36 83,7 42,4 0,4066 0,1239 110/130/150
2 0,2576 6,544 3,88 1,53 66,4 33,6 0,5127 0,1563 95/115/130
3 0.2294 5,827 4,36 1,72 52,6 26,7 0,6465 0,1970 85/100/110 196 / 0,4
4 0,2043 5,189 4,89 1,93 41,7 21,2 0,8152 0,2485 70/85/95
5 0.1819 4,621 5,50 2,16 33,1 16,8 1,028 0,3133 126 / 0,4
6 0,1620 4,115 6.17 2,43 26,3 13,3 1,296 0,3951 55/65/75
7 0.1443 3,666 6,93 2,73 20,8 10,5 1,634 0,4982 80 / 0,4
8 0,1285 3,264 7,78 3,06 16,5 8,37 2,061 0,6282 40/50/55
9 0.1144 2,906 8,74 3,44 13,1 6,63 2,599 0,7921 84 / 0,3
10 0,1019 2,588 9,81 3,86 10,4 5,26 3,277 0,9989 30/35/40
11 0.0907 2,305 11,0 4,34 8,23 4,17 4,132 1,260 56 / 0,3
12 0,0808 2,053 12,4 4,87 6,53 3,31 5,211 1,588 25/25/30 (20)
13 0.0720 1,828 13,9 5,47 5,18 2,62 6,571 2,003 50 / 0,25
14 0,0641 1,628 15,6 6,142222 4.11 2,08 8,286 2,525 20/20/25 (15)
15 0.0571 1,450 17,5 6,90 3,26 1,65 10,45 3,184 30 / 0,25
16 0,0508 1,291 19,7 7,75 2,58 1,31 13,17 4
.

Расчет кабельных данных

Расчетная мощность: Диаметр кабеля, Общая емкость (мкФ), Общий зарядный ток (Ампер), Зарядные переменные на фазу (кВАР), Зарядное реактивное сопротивление (Мом * 1000 футов), Индуктивность (мГн), Реактивное сопротивление (Ом), AC Сопротивление, отношение X / R и импеданс перенапряжения (Ом).

Основы расчета


Емкость кабелей, зарядный ток и реактивная мощность зарядки

Емкость одножильного экранированного кабеля определяется по следующей формуле:

Где:

C = Общая емкость кабеля (в микрофарадах) I заряд = Зарядный ток кабеля
SIC = Диэлектрическая проницаемость изоляции кабеля (Таблица-3) D = Диаметр над изоляция (в)
d = диаметр проводника (в) В LL = рабочее напряжение системы в (кВ)
f = рабочая частота системы (Гц) L = длина Кабель в футах
I заряд = зарядный ток (в амперах) кВАр заряд = однофазный KVAR или зарядные VAR на кабель

Индуктивность и реактивность кабеля

Индуктивность и индуктивное сопротивление трех однофазных кабелей определяются формулами ниже.Формулы предполагают конфигурацию кабеля, как показано на рисунке выше. Кроме того, поскольку индуктивность зависит от ее материального окружения, используйте Таблицу-4, чтобы определить подходящий коэффициент «K» (множитель) для индуктивности.

Где:

X L = индуктивное сопротивление проводника (Ом) L C = индуктивность кабеля (мГн)
L = длина кабеля в футах A, B, C = расстояние между рисунок выше (в)
K = поправочный коэффициент установки, указанный в Таблице-4 d = диаметр проводника (в)

Сопротивление кабеля при рабочей температуре

Сопротивление проводника обеспечивается при 20 град.С в таблице-1. При работе при другой температуре сопротивление изменяется и определяется по следующей формуле:

Где:

R AC = сопротивление переменного тока проводника при рабочей температуре (Ом)
R AC20C = сопротивление переменного тока проводника при 20 ° C (Ом)
T = рабочая температура проводник (° С)

Импеданс перенапряжения

Импеданс кабеля можно рассчитать по следующей формуле:

Где:

Z o = Импеданс кабеля (Ом)
L C = Индуктивность провода (мГн)
C = Общая емкость кабеля (микрофарад)
,

Смотрите также