Процедурата за изчисляване и избор на напречното сечение на захранващите кабели. Изчисляване на напречното сечение на кабела

Въпросът за избора на напречно сечение на кабела за инсталиране на електрическо окабеляване в къща или апартамент е много сериозен. Ако този индикатор не съответства на натоварването във веригата, тогава изолацията на проводника просто ще започне да се прегрява, след което ще се стопи и ще изгори. Крайният резултат е късо съединение. Работата е там, че товарът създава определена плътност на тока. И ако напречното сечение на кабела е малко, тогава плътността на тока в него ще бъде висока. Ето защо, преди закупуване, е необходимо да се изчисли напречното сечение на кабела според натоварването.

Разбира се, не бива просто произволно да избирате проводник с по-голямо напречно сечение. Това ще удари преди всичко вашия бюджет. При по-малко напречно сечение кабелът може да не издържи натоварването и бързо ще се повреди. Ето защо е най-добре да започнете с въпроса как да изчислите натоварването на кабела? И едва след това, въз основа на този индикатор, изберете самия електрически проводник.

Изчисляване на мощността

Най-лесният начин е да се изчисли общата мощност, която къщата или апартаментът ще консумират. Това изчисление ще се използва за избор на напречното сечение на проводника от стълба на електропровода до входния прекъсвач във вилата или от входното разпределително табло към апартамента до първата разпределителна кутия. Проводниците в контури или помещения се изчисляват по същия начин. Ясно е, че входният кабел ще има най-голямо напречно сечение. И колкото по-далеч сте от първата разпределителна кутия, толкова по-малко ще намалее този индикатор.

Но да се върнем на изчисленията. Така че, на първо място, е необходимо да се определи общата мощност на потребителите. Всеки от тях (домакински уреди и осветителни лампи) има този индикатор, отбелязан върху тялото. Ако не можете да го намерите, погледнете в паспорта си или инструкциите.

След което трябва да се сумират всички правомощия. Това е общата мощност на къщата или апартамента. Точно същото изчисление трябва да се направи и за контурите. Но има един спорен момент. Някои експерти препоръчват умножаване на общия индикатор с коефициент на намаляване от 0,8, като се придържат към правилото, че не всички устройства ще бъдат свързани към веригата едновременно. Други, напротив, предлагат умножаване с нарастващ коефициент от 1,2, като по този начин създават определен резерв за бъдещето, поради факта, че има голяма вероятност в къщата или апартамента да се появят допълнителни домакински уреди. Според нас вторият вариант е оптимален.

Избор на кабел

Сега, знаейки индикатора за обща мощност, можете да изберете напречното сечение на окабеляването. PUE съдържа таблици, които улесняват този избор. Нека дадем няколко примера за електрическа линия, работеща на 220 волта.

• Ако общата мощност е 4 kW, тогава напречното сечение на проводника ще бъде 1,5 mm².
• Мощност 6 kW, сечение 2,5 mm².
• Мощност 10 kW – сечение 6 mm².

Има точно същата таблица за електрическа мрежа с напрежение 380 волта.

Изчисляване на текущото натоварване

Това е най-точната стойност на изчислението, извършено върху текущия товар. Формулата, използвана за това е:

I=P/U cos φ, където

• I е силата на тока;
• P – обща мощност;
• U – мрежово напрежение (в случая 220 V);
• cos φ – фактор на мощността.

Има формула за трифазна електрическа мрежа:

I=P/(U cos φ)*√3.

Чрез текущия индикатор напречното сечение на кабела се определя съгласно същите таблици в PUE. Отново нека дадем няколко примера.

• Ток 19 A – сечение на кабела 1,5 mm².
• 27 A – 2,5 mm².
• 46 A – 6 mm².

Както в случая на определяне на напречното сечение на мощността, тук също е най-добре да умножите текущия индикатор с коефициент на умножение 1,5.

Коефициенти

Има определени условия, при които токът вътре в окабеляването може да се увеличи или намали. Например, при отворено електрическо окабеляване, когато проводниците са положени по стени или тавани, силата на тока ще бъде по-висока, отколкото в затворена верига. Това е пряко свързано с температурата на околната среда. Колкото по-голям е, толкова по-голям ток може да носи този кабел.

внимание! Всички изброени по-горе PUE таблици са изчислени при условие, че проводниците работят при температура от +25C, като температурата на самите кабели не надвишава +65C.

Тоест, оказва се, че ако няколко проводника са положени наведнъж в една тава, гофриране или тръба, тогава температурата вътре в окабеляването ще се повиши поради нагряването на самите кабели. Това води до факта, че допустимото текущо натоварване се намалява с 10-30 процента. Същото важи и за отворено окабеляване в отопляеми помещения. Следователно можем да заключим: когато изчислявате напречното сечение на кабела в зависимост от текущото натоварване при повишени работни температури, можете да изберете проводници с по-малка площ. Това, разбира се, е добро спестяване. Между другото, в PUE има и таблици с коефициенти на намаляване.

Има още един момент, който се отнася до дължината на използвания електрически кабел. Колкото по-дълго е окабеляването, толкова по-голяма е загубата на напрежение в секциите. Всички изчисления използват загуба от 5%. Тоест това е максимумът. Ако загубите са по-големи от тази стойност, тогава напречното сечение на кабела ще трябва да се увеличи. Между другото, не е трудно самостоятелно да се изчислят загубите на ток, ако знаете съпротивлението на окабеляването и текущото натоварване. Въпреки че най-добрият вариант е да използвате таблицата PUE, която установява връзката между въртящия момент на натоварване и загубите. В този случай въртящият момент на натоварването е произведението на консумираната мощност в киловати и дължината на самия кабел в метри.

Нека да разгледаме пример, в който инсталиран кабел с дължина 30 mm в мрежа с променлив ток с напрежение 220 волта може да издържи натоварване от 3 kW. В този случай моментът на натоварване ще бъде равен на 3*30=90. Разглеждаме таблицата PUE, която показва, че загубите от 3% съответстват на този момент. Тоест, това е по-малко от номиналната стойност от 5%. Какво е приемливо. Както бе споменато по-горе, ако изчислените загуби надхвърлят петпроцентната бариера, тогава ще е необходимо да се закупи и инсталира кабел с по-голямо напречно сечение.

внимание! Тези загуби силно влияят на осветлението с лампи с ниско напрежение. Защото при 220 волта 1-2 V не се отразява много, но при 12 V веднага се вижда.

В момента алуминиевите проводници рядко се използват в окабеляването. Но трябва да знаете, че тяхната устойчивост е 1,7 пъти по-голяма от тази на медните. А това означава, че загубите им са също толкова пъти по-големи.

Що се отнася до трифазните мрежи, моментът на натоварване тук е шест пъти по-голям. Това зависи от факта, че самото натоварване е разпределено на три фази и това е съответно експоненциално увеличение на въртящия момент. Плюс двойно увеличение поради симетричното разпределение на консумацията на енергия по фазите. В този случай токът в нулевата верига трябва да бъде нула. Ако разпределението на фазите е асиметрично и това води до увеличаване на загубите, тогава ще трябва да изчислите напречното сечение на кабела за товарите във всеки проводник поотделно и да го изберете според максималния изчислен размер.

Заключение по темата

Както можете да видите, за да изчислите напречното сечение на кабела за товари, трябва да вземете предвид различни коефициенти (намаляване и увеличаване). Не е лесно да направите това сами, ако разбирате електротехниката на ниво аматьор или начинаещ майстор. Затова моят съвет е да поканите висококвалифициран специалист, да го оставите да направи всички изчисления сам и да изготви компетентна електрическа схема. Но можете да направите инсталацията сами.

Напречните сечения на проводниците и кабелните жила се избират в зависимост от редица технически и икономически фактори. Техническите фактори, влияещи върху избора на секции, са следните:

а) За кабелни линии (CL) напречното сечение се избира според таблиците PUE, които отчитат температурата на кабелната сърцевина, нагряваща изолацията на проводниците.

б) За въздушни линии (OHL) напречното сечение се избира според таблиците PUE, които отчитат допустимата температура на нагряване на проводниците, т.к. От това зависи механичната якост на проводниците.

Избраното напречно сечение обикновено трябва да бъде по-голямо от изчисленото. В съответствие с таблиците вземете напречното сечение, което позволява най-близкия по-висок или равен ток в сравнение с изчисления.

Отопление от краткотрайно отделяне на топлина чрез ток на късо съединение:

а) CL. Изборът се прави въз основа на количеството топлина, генерирано за определено време и причиняващо нагряване на сърцевината на кабела.

б) VL. При преминаване на ток на късо съединение се отделя голямо количество топлина, което намалява механичната якост на проводниците.

Избира се секцията, която е най-близо до изчислената стойност.

Загубите на напрежение (падове) в линиите от тока, преминаващ през тях в нормален и авариен режим, имат една и съща стойност както за кабелните, така и за въздушните линии и се различават само в различните стойности на техните индуктивни и капацитивни реактивни съпротивления.

Механична якост - устойчивост на механично натоварване (собствено тегло, лед, вятър):

а) CL. Механичната якост на жилата на кабела се определя от механичното натоварване върху жилата и обвивката на кабела от общото собствено тегло на кабела по време на неговото полагане, издърпване и окачване. Натоварването се взема предвид при проектирането на кабелното трасе; той определя минимално допустимото напречно сечение на кабелните жила и вида на неговия дизайн (посочен в референтната литература).

б) VL. Напречното сечение на проводниците на въздушната мрежа за механична якост се избира в зависимост от собственото им тегло, както и от силата на вятъра и масата на леда, възможна в даден географски район.

Повредата от корона е фактор, който зависи от приложеното напрежение, напречното сечение на проводника и околната среда. Коронният разряд възниква в рязко нехомогенно поле и започва от електрод с малък радиус на кривина (сърцевина на кабел или проводник) при напрегнатост на полето, равна на критичната. Увеличаването на радиуса на кривината намалява силата на полето и предотвратява короната.

а) CL. Коронният разряд в кабелната изолация води до разлагане на изолацията и в последствие до нейното разрушаване. Следователно напречното сечение на жилата на кабела е избрано за случай на пълно отсъствие на корона.

б) VL. Коронният разряд води до увеличаване на загубите на електроенергия поради корона. Следователно изборът на напречното сечение на проводниците на въздушната линия се извършва въз основа на условието за липса на корона при хубаво време.

Икономическа целесъобразност. Напречното сечение трябва да бъде избрано въз основа на годишните разходи в съответствие с изчислението. При избора на сечение се взема най-близкото по-малко стандартно сечение спрямо проектното (нестандартно) сечение.

Избор на стандартно напречно сечение на проводника

Когато избирате стандартна секция, изхождайте от следното:

1) При избор на напречно сечение въз основа на термично съпротивление
изберете най-близкия по-малък участък, т.к Методът на изчисление съдържа повишен процент на грешка в посока на превишаване на напречните сечения.

2) Избор на напречно сечение въз основа на механична якост за CL се правят без изчисления, т.к най-малкото (начално в таблицата) напречно сечение е механично стабилно. За въздушни линии изберете най-близката по-голяма стандартна секция.

3) Избор на секция според условията на короната се правят без изчисления; за проводниците на въздушната линия се избира най-близкото по-голямо напречно сечение; за кабелните линии се произвеждат кабели за всяко стандартно напрежение.

4) Чрез загуба на напрежение изберете най-близката по-голяма секция. В някои случаи, когато проектното напречно сечение е близко до стандартното, може да се приеме по-малко (например полученото проектно напречно сечение е 36,5 mm 2; може да се приеме напречно сечение от 35 mm 2, въз основа на конкретни данни за надеждността на електрическите товари, използвани като основа за изчислението).

5) При избор на отоплителна секция изберете най-близката по-голяма секция. Не трябва обаче да се стремите да увеличите напречното сечение без достатъчно основания.

6) След като минимално допустимото напречно сечение на проводника е определено съгласно техническите спецификации , сравнява се с икономически изгодния участък.

Съгласно правилата за електрически инсталации (PUE), изборът на напречно сечение на проводника се извършва според икономическата плътност на тока:

(4.1)

Където - икономически изгодно напречно сечение на проводника; - номинален ток; - икономическа плътност на тока.

Тази методика не отчита икономическата оценка на ефективността (виж фиг. 1), определена от израза:

(4.2)

Където - годишни разходи, хиляди рубли; - годишни оперативни разходи, хиляди рубли: обща цена на загубите на електроенергия, амортизационни такси, разходи за ремонт и експлоатация;
- годишни капиталови разходи, като се вземе предвид стандартният коефициент.

Ориз. 1. Функционална зависимост на годишните разходи от напречното сечение на проводниците.

Способността да изберете правилното напречно сечение на кабела може да бъде полезна за всеки с времето и не е нужно да сте квалифициран електротехник, за да направите това. Чрез неправилно изчисляване на кабела можете да изложите себе си и имуществото си на сериозен риск - твърде тънките проводници ще се нагорещят много, което може да доведе до пожар.

Защо трябва да изчислите напречното сечение на кабела?

На първо място, извършването на тази малко сложна процедура е необходимо, за да се гарантира безопасността както на самото помещение, така и на хората в него. Днес човечеството не е измислило по-удобен метод за разпределяне и доставяне на електрическа енергия до потребителя, като например чрез проводници. Хората се нуждаят от услугите на електротехник почти всеки ден - някой трябва да свърже контакт, някой трябва да монтира лампа и т.н. От това се оказва, че дори такава на пръв поглед незначителна процедура като инсталирането на нова лампа е свързана с работата на избор на необходимото напречно сечение. Какво тогава можем да кажем за свързването на електрическа печка или бойлер?

Неспазването на стандартите може да доведе до увреждане на целостта на окабеляването, което често причинява късо съединение или дори токов удар.

Ако направите грешка при избора на напречно сечение на кабела и закупите кабел с по-малка площ на проводника, това ще доведе до постоянно нагряване на кабела, което ще доведе до разрушаване на неговата изолация. Естествено, всичко това се отразява негативно на живота на окабеляването - често има случаи, когато месец след успешната инсталация електрическото окабеляване спря да работи и се наложи намеса на специалист.

Трябва да се помни, че електрическата и пожарната безопасност в сградата и следователно животът на самите жители зависи пряко от правилно избраното напречно сечение на кабела.

Разбира се, всеки собственик иска да спести колкото е възможно повече, но не трябва да правите това с цената на живота си, излагайки го на риск - в края на краищата в резултат на късо съединение може да възникне пожар, който може и унищожи цялото имущество.

За да избегнете това, преди да започнете електрически монтажни работи, трябва да изберете кабел с оптимално напречно сечение. При избора трябва да се вземат предвид няколко фактора:

• общият брой електрически устройства, разположени в стаята;
• общата мощност на всички устройства и натоварването, което консумират. Към получената стойност трябва да добавите 20–30% „в резерв“;
• след това чрез прости математически изчисления преобразувайте получената стойност в напречното сечение на жицата, като вземете предвид материала на проводника.

внимание! Поради по-ниската електрическа проводимост, проводниците с алуминиеви проводници трябва да се купуват с по-голямо напречно сечение от медните.

Какво влияе върху нагряването на проводниците

Ако окабеляването се нагрее по време на работа на домакински уреди, тогава трябва незабавно да вземете всички необходими мерки за отстраняване на този проблем. Има много фактори, влияещи върху нагряването на проводниците, но основните включват следното:

1. Недостатъчно напречно сечение на кабела. Казано на достъпен език, можем да кажем така: колкото по-дебели са проводниците на кабела, толкова по-голям ток може да предава без прегряване. Стойността на тази стойност е посочена в маркировката на кабелните продукти. Можете също така сами да измерите напречното сечение с помощта на дебеломер (трябва да се уверите, че проводникът не е под напрежение) или според вида на проводника.
2. Материал, от който е направена телта. Медните проводници предават напрежението по-добре на потребителя и имат по-ниско съпротивление в сравнение с алуминиевите проводници. Естествено, те се нагряват по-малко.
3. Тип ядро. Кабелът може да бъде едножилен (сърцевината се състои от един дебел прът) или многожилен (сърцевината се състои от голям брой малки проводници). Многожилният кабел е по-гъвкав, но е значително по-нисък от едножилния кабел по отношение на допустимата сила на предавания ток.
4. Метод за полагане на кабели. Плътно положените проводници, разположени в тръбата, се нагряват значително повече от отвореното окабеляване.
5. Материал и качество на изолацията. Евтините проводници, като правило, имат нискокачествена изолация, което се отразява негативно на тяхната устойчивост на високи температури.

Как да изчислим консумацията на енергия

Можете сами да изчислите приблизителното напречно сечение на кабела - не е необходимо да търсите помощта на квалифициран специалист. Данните, получени в резултат на изчисленията, могат да се използват за закупуване на проводници, но самата електрическа инсталация трябва да се доверява само на опитен човек.

Последователността на действията при изчисляване на секцията е следната:

1. Съставя се подробен списък на всички електроуреди в помещението.
2. Установяват се паспортните данни за консумацията на енергия на всички намерени устройства, след което се определя непрекъснатостта на работа на определено оборудване.
3. След като определите стойността на консумацията на енергия от устройства, които работят постоянно, трябва да сумирате тази стойност, като добавите към нея коефициент, равен на стойността на електрическите уреди, които се включват периодично (тоест, ако устройството ще работи само 30% от времето , тогава трябва да добавите една трета от неговата мощност).
4. След това търсим получените стойности в специална таблица за изчисляване на напречното сечение на проводника. За по-голяма гаранция се препоръчва да добавите 10-15% към получената стойност на консумация на енергия.

За определяне на необходимите изчисления за избор на напречното сечение на електрическите кабели според тяхната мощност в мрежата е важно да се използват данни за количеството електрическа енергия, консумирана от устройства и текущи уреди.

На този етап е необходимо да се вземе предвид един много важен момент - данните за консумираните електрически устройства не дават точна, а приблизителна средна стойност. Следователно към тази маркировка трябва да се добавят около 5% от параметрите, посочени от производителя на оборудването.

Повечето не най-компетентни и квалифицирани електротехници са уверени в една проста истина - за да инсталирате правилно електрически проводници за източници на осветление (например за лампи), е необходимо да вземете проводници с напречно сечение, равно на 0,5 mm² , за полилеи - 1, 5 mm², а за фасунги – 2,5 mm².

За това мислят и мислят само некадърни електротехници. Но какво ще стане, ако например в една и съща стая работят едновременно микровълнова печка, чайник, хладилник и осветление, което изисква проводници с различно напречно сечение? Това може да доведе до различни ситуации: късо съединение, бързо увреждане на кабелите и изолационния слой, както и пожар (това е рядък случай, но все пак е възможно).

Точно същата не много приятна ситуация може да се случи, ако човек свърже мултикукър, кафемашина и, да речем, пералня към един и същи контакт.

Характеристики на изчисляване на мощността на скрито окабеляване

Ако проектната документация предполага използването на скрито окабеляване, тогава е необходимо да закупите кабелни продукти „с резерв“ - към получената стойност на напречното сечение на кабела трябва да се добавят около 20–30%. Това се прави, за да се избегне нагряването на кабела по време на работа. Факт е, че в условия на тясно пространство и липса на достъп до въздух, нагряването на кабела става много по-интензивно, отколкото при инсталиране на отворено окабеляване. Ако в затворени канали се планира да се постави не един кабел, а няколко наведнъж, тогава напречното сечение на всеки проводник трябва да се увеличи с най-малко 40%. Също така не се препоръчва плътно полагане на различни проводници - в идеалния случай всеки кабел трябва да се съдържа в гофрирана тръба, което му осигурява допълнителна защита.

важно! Професионалните електротехници се ръководят от стойността на консумацията на енергия при избора на напречно сечение на кабела и само този метод е правилен.

Как да изчислим напречните сечения на кабела по мощност

Ако напречното сечение на кабела е достатъчно, електрическият ток ще премине към потребителя, без да причинява нагряване. Защо се получава нагряване? Ще се опитаме да обясним възможно най-ясно. Например, чайник с консумация на енергия от 2 киловата е включен в контакта, но проводникът, който отива към контакта, може да предаде ток само от 1 киловат за него. Капацитетът на кабела е свързан със съпротивлението на проводника - колкото по-голямо е, толкова по-малко ток може да се предаде през проводника. В резултат на голямо съпротивление в окабеляването, кабелът се нагрява, като постепенно разрушава изолацията.

При подходящо напречно сечение електрическият ток достига напълно до потребителя и проводникът не се нагрява. Ето защо, когато проектирате електрическо окабеляване, трябва да вземете предвид консумацията на енергия на всяко електрическо устройство. Тази стойност може да бъде намерена от техническия лист за електрическото устройство или от етикета, залепен върху него. Чрез сумиране на максималните стойности и използване на проста формула:

и вземете стойността на общия ток.

Pn означава мощността на електрическия уред, посочена в паспорта, 220 е номиналното напрежение.

За трифазна система (380 V) формулата изглежда така:

I=(P1+P2+....+Pn)/√3/380.

Получената I стойност се измерва в ампери и въз основа на нея се избира подходящото напречно сечение на кабела.

Известно е, че пропускателната способност на медния кабел е 10 A/mm, а за алуминиевия кабел пропускателната способност е 8 A/mm.

Например, нека изчислим напречното сечение на кабела за свързване на пералня, чиято консумация на енергия е 2400 W.

I=2400 W/220 V=10,91 A, като закръгляме нагоре получаваме 11 A.

11 A+5 A=16 A.

Ако вземете предвид, че в апартаментите се използват трижилни кабели и погледнете таблицата, тогава стойността, близка до 16 A, е 19 A, така че за инсталиране на пералня ще ви е необходим проводник с напречно сечение най-малко 2 mm².

Таблица на напречните сечения на кабелите спрямо текущите стойности

Как да изберем напречно сечение на проводника

Има още няколко критерия, на които трябва да отговаря напречното сечение на използваните проводници:

1. Дължина на кабела. Колкото по-дълъг е проводникът, толкова по-голяма е загубата на ток, наблюдавана в него. Това отново се случва в резултат на увеличаване на съпротивлението, което се увеличава с увеличаване на дължината на проводника. Това е особено забележимо при използване на алуминиево окабеляване. Когато се използват медни проводници за организиране на електрическо окабеляване в апартамент, дължината, като правило, не се взема предвид - стандартният марж от 20–30% (за скрито окабеляване) е повече от достатъчен, за да компенсира възможните увеличения на свързаното съпротивление с дължината на жицата.
2. Вид на използваните проводници. В битовото електроснабдяване се използват 2 вида проводници - медни или алуминиеви. Медните проводници са по-качествени и имат по-малко съпротивление, но алуминиевите са по-евтини. В пълно съответствие със стандартите алуминиевото окабеляване се справя със задачите си не по-лошо от медта, така че трябва внимателно да претеглите избора си, преди да закупите проводник.
3. Конфигурация на ел. табло. Ако всички кабели, захранващи консуматори, са свързани към един прекъсвач, тогава той ще бъде слабото място в системата. Силното натоварване ще доведе до нагряване на клемните блокове, а неспазването на рейтинга ще доведе до постоянна работа. Препоръчва се електрическото окабеляване да се раздели на няколко „лъча“ с инсталирането на отделна машина.

За да се определят точните данни за избор на напречното сечение на кабелите за електрическо окабеляване, е необходимо да се вземат предвид всички, дори и най-незначителните параметри, като например:

1. Тип и тип изолация на електрическите кабели;
2. Дължина на секциите;
3. Методи и опции за полагане;
4. Характеристики на температурните условия;
5. Ниво и процент на влажност;
6. Максималната възможна стойност на прегряване;
7. Разликата в мощностите на всички токоприемници, принадлежащи към една и съща група. Всички тези и много други показатели могат значително да увеличат ефективността и ползите от използването на енергия във всякакъв мащаб. В допълнение, правилните изчисления ще помогнат да се избегнат случаи на прегряване или бързо износване на изолационния слой.

За да се определи правилно оптималното напречно сечение на кабела за всякакви битови нужди на човека, е необходимо във всички общи случаи да се използват следните стандартизирани правила:

• за всички контакти, които ще бъдат инсталирани в апартамента, е необходимо да се използват проводници с подходящо напречно сечение от 3,5 mm²;
• за всички елементи на прожекторите е необходимо да се използват електрически проводници с напречно сечение 1,5 mm²;
• Що се отнася до устройствата с висока мощност, трябва да се използват кабели с напречно сечение от 4-6 mm².

Ако възникнат някакви съмнения по време на процеса на инсталиране или изчисление, по-добре е да не действате сляпо. Идеалният вариант би бил да се обърнете към съответната таблица с изчисления и стандарти.

Таблица на напречните сечения на медни кабели

Алуминиева кабелна секционна маса

При инсталиране на електрическо окабеляване е необходимо предварително да се определи мощността на потребителите. Това ще помогне за оптималния избор на кабели. Този избор ще ви позволи да управлявате окабеляването дълго време и безопасно без ремонт.

Кабелно-проводниковите продукти са много разнообразни по своите свойства и предназначение, а също така имат широк диапазон в цените. Статията говори за най-важния параметър на окабеляването - напречното сечение на проводник или кабел по отношение на ток и мощност и как да определите диаметъра - изчислете го по формула или го изберете с помощта на таблица.

Тоководещата част на кабела е метална. Частта от равнината, минаваща под прав ъгъл към жицата, ограничена от метал, се нарича напречно сечение на проводника. Мерната единица е квадратен милиметър.

Раздел определя допустимите токовепреминаващи през жици и кабели. Този ток, съгласно закона на Джаул-Ленц, води до отделяне на топлина (пропорционална на съпротивлението и квадрата на тока), което ограничава тока.

Условно могат да се разграничат три температурни диапазона:

• изолацията остава непокътната;
• изолацията изгаря, но металът остава непокътнат;
• металът се топи при високи температури.

От тях само първата е допустимата работна температура. В допълнение, с намаляване на напречното сечение нараства електрическото му съпротивление, което води до увеличаване на спада на напрежението в проводниците.

Въпреки това, увеличаването на напречното сечение води до увеличаване на масата и особено цената или кабела.

Материалите, използвани за индустриалното производство на кабелни продукти са чисти мед или алуминий. Тези метали имат различни физични свойства, по-специално съпротивление, и следователно напречните сечения, избрани за даден ток, могат да бъдат различни.

Разберете от този видеоклип как да изберете правилното напречно сечение на проводника или кабела според мощността за домашно окабеляване:

Определяне и изчисляване на ядра по формулата

Сега нека да разберем как правилно да изчислим напречното сечение на проводник въз основа на мощността, знаейки формулата. Тук ще решим проблема с определянето на секцията. Това е напречното сечение, което е стандартният параметър поради факта, че номенклатурата включва и двете едноядрени и многоядрени опции.Предимството на многожилните кабели е тяхната по-голяма гъвкавост и устойчивост на прегъване по време на монтаж. По правило многожилните проводници са направени от мед.

Най-лесният начин да определите напречното сечение на кръгъл едножилен проводник е д– диаметър, mm; С– площ в квадратни милиметри:

Заседналите се изчисляват по по-обща формула: н– брой вени, д– диаметър на сърцевината, С- квадрат:

Диаметърът на сърцевината може да се определи чрез отстраняване на изолацията и измерване на диаметъра спрямо голия метал с дебеломер или микрометър.

Плътността на тока се определя много просто, така е брой ампери на секция. Има два варианта на окабеляване: отворен и затворен. Отвореният позволява по-висока плътност на тока поради по-добър топлопренос към околната среда. Затвореният изисква регулиране надолу, така че топлинният баланс да не доведе до прегряване в таблата, кабелния канал или шахтата, което може да причини късо съединение или дори пожар.

Точните термични изчисления са много сложни, на практика те се основават на допустимата работна температура на най-критичния елемент в конструкцията, според която се избира плътността на тока.

По този начин допустимата плътност на тока е стойността, при която нагряването на изолацията на всички проводници в пакет (кабелен канал) остава безопасно, като се вземе предвид максималната температура на околната среда.

Таблица на текущото напречно сечение на меден и алуминиев проводник или кабел:

Таблица 1 показва допустимата плътност на тока за температури не по-високи от стайната. Повечето съвременни проводници имат PVC или полиетиленова изолация, позволяващи нагряване по време на работа не повече от 70-90°C. За „горещи“ помещения плътността на тока трябва да се намали с коефициент 0,9 за всеки 10°C спрямо работните температури на проводниците или кабелите.

Сега за това какво се счита за отворено и какво. е окабеляване, ако е направено със скоби (гуми) по стените, тавана, по протежение на носещия кабел или по въздуха. Затвореният се полага в кабелни скари, зазидва се в стени под мазилка, прави се в тръби, обвивка или се полага в земята. Трябва също така да разгледате окабеляването затворено, ако е в или. Затвореният охлажда по-зле.

Например, оставете термометъра в сушилнята да показва 50°C. До каква стойност трябва да се намали плътността на тока на меден кабел, положен в тази стая по тавана, ако изолацията на кабела може да издържи нагряване до 90°C? Разликата е 50-20 = 30 градуса, т.е трябва да използвате коефициента три пъти. Отговор:

Пример за изчисляване на сечението на окабеляването и натоварването

Нека окаченият таван да бъде осветен от шест лампи с мощност 80 W всяка и те вече са свързани помежду си. Трябва да ги захранваме с помощта на алуминиев кабел. Ще приемем, че окабеляването е затворено, стаята е суха и температурата е стайна. Сега ще разберем как да изчислим мощността на медни и алуминиеви кабели; за това използваме уравнението, което определя мощността (според новите стандарти считаме, че мрежовото напрежение е равно на 230 V):

Използвайки съответната плътност на тока за алуминий от таблица 1, намираме необходимото напречно сечение, за да работи линията без прегряване:

Ако трябва да намерим диаметъра на жицата, използваме формулата:

Подходящо би било кабел APPV2x1.5 (сечение 1.5 mm.kv). Това е може би най-тънкият кабел, който можете да намерите на пазара (и един от най-евтините). В горния случай той осигурява двоен резерв на мощност, т.е. на тази линия може да се монтира консуматор с допустима мощност на натоварване до 500 W, например вентилатор, сушилня или допълнителни лампи.

Недопустимо е да се инсталират гнезда на тази линия, тъй като те могат (и най-вероятно ще съдържат) мощен потребител и това ще доведе до претоварване на секцията на линията.

Бърз избор: Полезни стандарти и съотношения

За да спестите време, изчисленията обикновено са таблични, особено след като гамата от кабелни продукти е доста ограничена. Следващата таблица показва изчисляването на напречното сечение на медни и алуминиеви проводници според консумацията на енергия и силата на тока, в зависимост от предназначението - за отворено и затворено окабеляване. Диаметърът се получава като функция от мощността на товара, метала и вида на окабеляването. Мрежовото напрежение се счита за 230 V.

Таблицата ви позволява бързо да изберете сечение или диаметър, ако мощността на натоварване е известна. Намерената стойност се закръгля до най-близката стойност от номенклатурния ред.

Следващата таблица обобщава данните за допустимите токове по напречно сечение и мощност на материалите на кабелите и проводниците за изчисляване и бърз избор на най-подходящите:

Подредбата на окабеляването, наред с други неща, изисква дизайнерски умения, което не всеки желаещ да го има. Не е достатъчно само да имате добри умения за електроинсталация. Някои хора бъркат дизайна с изготвянето на документация според определени правила. Това са съвсем различни неща. Един добър проект може да бъде написан на листове от тетрадка.

Преди всичко, начертайте план на вашето помещениеи маркирайте бъдещи гнезда и лампи. Разберете мощността на всички ваши консуматори: ютии, лампи, отоплителни уреди и т.н. След това въведете мощността на товарите, които най-често се консумират в различни помещения. Това ще ви позволи да изберете най-добрите опции за кабел.

Ще се изненадате колко много възможности има и какъв е резервът за спестяване на пари. След като изберете, пребройте дължината на всяка линия, която рисувате. Съберете всичко заедно и тогава ще получите точно това, от което се нуждаете, и толкова, колкото ви е необходимо.

Всяка линия трябва да бъде защитена от собствен (), проектиран за ток, съответстващ на допустимата мощност на линията (сумата от мощностите на потребителите). Подпишете машините, разположени например в: “кухня”, “дневна” и др.

Препоръчително е да имате отделна линия за цялото осветление, след което лесно можете да поправите гнездото вечер, без да използвате кибрит. Най-често се претоварват именно гнездата. Осигурете контакти с достатъчно мощност - не знаете предварително какво ще трябва да включите в тях.

Във влажни помещения използвайте само кабели с двойна изолация! Използвайте модерни контакти („евро“) и със заземителни проводници и свържете заземяването правилно. Огънете едножилни проводници, особено медни, гладко, оставяйки радиус от няколко сантиметра. Това ще ги предпази от счупване. Проводниците трябва да лежат прави в кабелните скари и канали, но свободно, в никакъв случай не трябва да ги дърпате като струна.

Трябва да има резерв от няколко допълнителни сантиметра. Когато полагате, трябва да се уверите, че никъде няма остри ъгли, които биха могли да отрежат изолацията. При свързване клемите трябва да бъдат затегнати плътно., а за многожилни проводници тази процедура трябва да се повтори, те имат склонност към свиване на жилата, в резултат на което връзката може да се разхлаби.

Медните и алуминиевите проводници не са „приятелски“ помежду си по електрохимични причини; те не могат да бъдат свързани директно. За да направите това, можете да използвате специални клемни блокове или поцинковани шайби. Фугите винаги трябва да са сухи.

Предлагаме на вашето внимание интересно и образователно видео за това как правилно да изчислите напречното сечение на кабела по мощност и дължина:

Изборът на напречно сечение на проводника е основният елемент на проект за захранване от всякакъв мащаб, от стая до големи мрежи. Токът, който може да се вземе в товара и мощността, ще зависи от това. Правилният избор на проводници също така гарантира електрическа и пожарна безопасност, и осигурява икономичен бюджет за вашия проект.

Комфортът и безопасността в дома зависят от правилния избор на напречно сечение на електрическите проводници. При претоварване проводникът прегрява и изолацията може да се стопи, причинявайки пожар или късо съединение. Но не е изгодно да се вземе напречно сечение, по-голямо от необходимото, тъй като цената на кабела се увеличава.

Като цяло се изчислява в зависимост от броя на потребителите, за които първо определят общата мощност, използвана от апартамента, и след това умножават резултата по 0,75. PUE използва таблица с товари по напречното сечение на кабела. От него можете лесно да определите диаметъра на жилата, който зависи от материала и преминаващия ток. Като правило се използват медни проводници.

Напречното сечение на жилото на кабела трябва да съответства точно на изчисленото - в посока на увеличаване на стандартния диапазон на размерите. Най-опасно е, когато се подценява. Тогава проводникът постоянно се прегрява и изолацията бързо се проваля. И ако инсталирате подходящия, той ще се задейства често.

Ако напречното сечение на проводника се увеличи, това ще струва повече. Въпреки че е необходим известен резерв, тъй като в бъдеще, като правило, е необходимо да се свърже ново оборудване. Препоръчително е да използвате коефициент на безопасност от около 1,5.

Изчисляване на обща мощност

Общата мощност, консумирана от апартамента, пада върху главния вход, който влиза в разпределителното табло и след него се разклонява в линиите:

• осветление;
• групи гнезда;
• индивидуални мощни електроуреди.

Следователно най-голямото напречно сечение на захранващия кабел е на входа. На изходящите линии намалява в зависимост от натоварването. На първо място се определя общата мощност на всички товари. Това не е трудно, тъй като е посочено на корпусите на всички домакински уреди и в техните паспорти.

Всички правомощия се сумират. Изчисленията се правят по подобен начин за всяка верига. Експертите предлагат сумата да се умножи по 0,75. Това се обяснява с факта, че всички устройства не са свързани към мрежата едновременно. Други предлагат да изберете по-голяма секция. Поради това се създава резерв за последващо въвеждане в експлоатация на допълнителни електрически устройства, които могат да бъдат закупени в бъдеще. Трябва да се отбележи, че тази опция за изчисляване на кабела е по-надеждна.

Как да определите напречното сечение на проводника?

Всички изчисления включват напречното сечение на кабела. По-лесно е да го определите по диаметър, ако използвате формулите:

• S=π D²/4;
• д= √(4×С/π).

Където π = 3,14.

S = N×D²/1,27.

Усуканите проводници се използват там, където се изисква гъвкавост. За постоянни инсталации се използват по-евтини твърди проводници.

Как да изберем кабел въз основа на мощността?

За да изберете окабеляване, използвайте таблицата за натоварване за напречното сечение на кабела:

• Ако линията от отворен тип се захранва при 220 V и общата мощност е 4 kW, се взема меден проводник с напречно сечение 1,5 mm². Този размер обикновено се използва за окабеляване на осветление.
• При мощност от 6 kW са необходими проводници с по-голямо напречно сечение - 2,5 mm². Проводникът се използва за гнезда, към които са свързани домакински уреди.
• Мощност от 10 kW изисква използването на 6 mm² кабел. Обикновено е предназначен за кухнята, където е свързана електрическа печка. Захранването на такъв товар се извършва чрез отделна линия.

Кои кабели са по-добри?

Електротехниците са добре запознати с кабела на немската марка NUM за офис и жилищни помещения. В Русия те произвеждат марки кабели с по-ниски характеристики, въпреки че могат да имат същото име. Те могат да бъдат разграничени от течове на съединение в пространството между сърцевините или от липсата им.

Телът се произвежда монолитен и многожилен. Всяка жила, както и всички усуквания, са изолирани отвън с PVC, а пълнителят между тях е незапалим:

• Така кабелът NUM се използва на закрито, тъй като изолацията на открито се разрушава от слънчевата светлина.
• И като вътрешен кабел, кабелът на марката VVG се използва широко. Той е евтин и доста надежден. Не се препоръчва да се използва за полагане в земята.
• Телът с марка VVG е направен плосък и кръгъл. Между сърцевините не се използва пълнител.
• направени с външна обвивка, която не поддържа горене. Жилата се произвеждат кръгло до сечение 16 mm², а отгоре - секторно.
• Марките кабели PVS и ShVVP са направени многожични и се използват предимно за свързване на домакински уреди. Често се използва като домашно електрическо окабеляване. Не се препоръчва използването на многожични проводници на открито поради корозия. Освен това изолацията при огъване ще се напука при ниски температури.
• На улицата под земята са положени бронирани и влагоустойчиви кабели AVBShv и VBShv. Бронята е изработена от две стоманени ленти, което повишава надеждността на кабела и го прави устойчив на механични натоварвания.

Определяне на текущото натоварване

По-точен резултат се получава чрез изчисляване на напречното сечение на кабела по мощност и ток, където геометричните параметри са свързани с електрическите.

За домашно окабеляване трябва да се вземе предвид не само активното натоварване, но и реактивното натоварване. Силата на тока се определя по формулата:

I = P/(U∙cosφ).

Реактивното натоварване се създава от флуоресцентни лампи и двигатели на електрически уреди (хладилник, прахосмукачка, електрически инструменти и др.).

Актуален пример

Нека да разберем какво да правим, ако е необходимо да се определи напречното сечение на меден кабел за свързване на домакински уреди с обща мощност 25 kW и трифазни машини с мощност 10 kW. Тази връзка се осъществява с петжилен кабел, положен в земята. Храната у дома идва от

Като се вземе предвид реактивният компонент, мощността на домакинските уреди и оборудване ще бъде:

• P ежедневието = 25/0,7 = 35,7 kW;
• P rev. = 10/0,7 = 14,3 kW.

Входните токове се определят:

• Аз живот = 35,7 × 1000/220 = 162 A;
• I rev. = 14,3×1000/380 = 38 A.

Ако еднофазните товари са разпределени равномерно между три фази, едната ще носи тока:

I f = 162/3 = 54 A.

I f = 54 + 38 = 92 A.

Цялото оборудване няма да работи едновременно. Като се вземе предвид резервът, всяка фаза отчита тока:

I f = 92 × 0,75 × 1,5 = 103,5 A.

В петжилен кабел се вземат предвид само фазовите проводници. За кабел, положен в земята, можете да определите напречно сечение на сърцевината от 16 mm² за ток от 103,5 A (таблица с товари по напречно сечение на кабела).

Прецизното изчисляване на тока ви позволява да спестите пари, тъй като е необходимо по-малко напречно сечение. При по-грубо изчисление на мощността на кабела, напречното сечение на сърцевината ще бъде 25 mm², което ще струва повече.

Падане на напрежението на кабела

Проводниците имат съпротивление, което трябва да се вземе предвид. Това е особено важно за дълги кабели или малки напречни сечения. Установени са PES стандарти, според които спадът на напрежението върху кабела не трябва да надвишава 5%. Изчислението се извършва по следния начин.

1. Съпротивлението на проводника се определя: R = 2×(ρ×L)/S.
2. Открива се спад на напрежението: U подложка. = I×R.По отношение на линейния процент ще бъде: U % = (U падащо / U линейно) × 100.

Във формулите се използват следните обозначения:

• ρ - съпротивление, Ohm×mm²/m;
• S - площ на напречното сечение, mm².

Коефициент 2 показва, че токът протича през два проводника.

Пример за изчисляване на кабела въз основа на спад на напрежението

• Съпротивлението на проводника е: R = 2(0,0175×20)/2,5 = 0,28 ома.
• Сила на тока в проводника: I = 7000/220 =31,8 A.
• Спад на напрежението през носещата: U подложка. = 31,8×0,28 = 8,9 V.
• Процент на спад на напрежението: U% = (8,9/220) × 100 = 4,1 %.

Носачът е подходящ за заваръчната машина в съответствие с изискванията на правилата за работа на електрическите инсталации, тъй като процентът на спад на напрежението върху него е в нормалния диапазон. Въпреки това стойността му върху захранващия проводник остава голяма, което може да повлияе негативно на процеса на заваряване. Тук е необходимо да се провери долната допустима граница на захранващото напрежение за заваръчната машина.

Заключение

За да се защити надеждно електрическото окабеляване от прегряване, когато номиналният ток се превишава за дълго време, напречните сечения на кабелите се изчисляват въз основа на дългосрочно допустимите токове. Изчислението се опростява, ако се използва таблица за натоварване за напречното сечение на кабела. По-точен резултат се получава, ако изчислението се извърши въз основа на максималното текущо натоварване. А за стабилна и дългосрочна работа е монтиран автоматичен превключвател в електрическата верига.