Průřez vodičů a kabelů, v závislosti na aktuální síle, výpočet požadovaného průřezu kabelu

Chcete-li opravit staré zapojení nebo pokládat nové, musíte vybrat kabel požadovaného průřezu, aby vydržel očekávané zatížení.

Pokud je staré zapojení mimo provoz, musíte jej vyměnit, ale než jej změníte na podobné, zjistěte, proč došlo ke starému. Je možné, že došlo pouze k mechanickému poškození nebo se izolace stala nepoužitelnou, a ještě závažnějším problémem je porucha elektrického vedení způsobená překročením přípustného zatížení.

Jaký je rozdíl mezi kabelovými výrobky, jaké jsou hlavní charakteristiky?

Nejprve je určeno, jaké napětí v síti, ve které budou kabely fungovat. Pro domácí sítě jsou často používány kabely a vodiče typu VVG, PUGNP (pouze to je zakázáno moderními požadavky PUE z důvodu velkých tolerancí pro průřez během výroby, až 30%, a přípustná tloušťka izolační vrstvy je 0,3 mm, proti 0,4 v PUE), ШВВ a další .

Pokud se vzdálíte od definic, dráty z kabelu se liší minimálně, hlavně podle definice v GOST nebo TU, podle které je vyroben. Koneckonců, na trhu existuje velké množství drátů se 2-3 dráty a dvěma vrstvami izolace, například stejný PUGNP nebo PUNP.

Přípustné napětí je určeno izolací kabelu

Pro výběr kabelu se kromě napětí berou v úvahu podmínky, za kterých bude fungovat, pro připojení pohyblivého nástroje a zařízení musí být flexibilní, pro připojení pevných prvků v zásadě na tom nezáleží, ale je lepší upřednostňovat kabel s monolitickým jádrem.

Rozhodujícím faktorem při nákupu je průřezová plocha jádra, měří se v mm2 a na tom závisí schopnost vodiče odolat dlouhému zatížení.

Co ovlivňuje přípustný proud kabelem?

Nejprve se podívejme k základům fyziky. Existuje takový zákon Joule-Lenz, který byl objeven nezávisle dvěma vědci, Jamesem Joulem (v roce 1841) a Emiliusem Lenzem (v roce 1842), a proto dostal dvojí jméno. Tento zákon tedy kvantitativně popisuje tepelný účinek elektrického proudu protékajícího vodičem.

Pokud je vyjádřeno pomocí hustoty proudu, dostaneme následující vzorec:

Interpretace: w je výkon uvolňující teplo na jednotku objemu, vektor j je proudová hustota procházející dirigentem měřena v ampérech na mm2. U měděných drátů vezměte od 6 do 10 A na milimetr plochy, kde 6 je pracovní hustota a 10 je krátkodobé. vektor E je síla elektrického pole. σ je vodivost média.

Protože vodivost je nepřímo úměrná odporu: σ = 1 / R

Pokud je zákon Joule-Lenz vyjádřen v množství tepla v integrální formě, pak:

DQ je tedy množství tepla, které bude uvolněno během časového intervalu dt v obvodu, kde proud I protéká vodičem odporu R.

To znamená, že množství tepla je přímo úměrné proudu a odporu. Čím větší je proud a odpor, tím více tepla je generováno. To je nebezpečné, protože v určitém okamžiku množství tepla dosáhne takové hodnoty, že se izolace roztaví na vodičích. Možná jste si všimli, že dráty levných kotlů jsou během provozu zřetelně teplé, to je ono.

Je-li na kabelu uvolněno napětí, klesne také napětí na jeho koncích připojených k zátěži.

V kalkulačkách pro výpočet průřezů kabelů jsou obvykle nastaveny následující parametry:

• proud nebo výkon zatížení;

• délka vedení;

• přípustný pokles napětí (obvykle v procentech);

Čím větší je odpor, tím více napětí klesne a kabel se zahřeje, protože na něj bude uvolněna energie (P = UI, kde U je pokles napětí přes kabel, I je proud protékající).

Všechny výpočty byly redukovány na proud a odpor. Odpor vodiče se vypočítá podle vzorce:

Zde: ρ (po) je odpor, l je délka kabelu, S je plocha průřezu.

Odpor závisí na struktuře kovu, hodnoty odporů lze určit z tabulky.

Kabeláž používá hlavně hliník a měď. V mědi je odpor 1,68 * 10-8 Ohm * mm2 / m, a v hliníku 1,8krát větší než v mědi je 2,82 * 10-8 Ohm * mm2 / m. To znamená, že hliníkový drát se zahřívá téměř dvakrát silnější než měděný drát se stejným průřezem a proudem. Z toho vyplývá, že pro zapojení budete muset koupit silnější hliníkový drát, navíc se dráty snadno poškodí.

Proto byly měděné dráty nahrazeny měděnými dráty z domácího vedení a použití hliníku v elektroinstalaci je zakázáno, je povoleno pouze použití hliníkových kabelů pro instalaci velmi výkonných elektrických instalací, které spotřebovávají vysoký proud, a poté použijte hliníkový vodič s průřezem větším než 16 mm2 (viz -Proč nelze použít hliníkový kabel v kabeláži)

Jak zjistit odpor drátu podle průměru jádra?

Existují případy, kdy plocha průřezu jádra není známa, takže ji lze vypočítat podle průměru. Chcete-li určit průměr monolitické žíly, můžete použít třmen, pokud tomu tak není, pak vezměte tyč, jako je kuličkové pero nebo hřebík, naviňte kolem ní 10 závitů drátu a změřte délku výsledné spirály pomocí pravítka, přičemž tuto délku rozdělte 10 - získáte průměr žíly.

Chcete-li určit celkový průměr vícevodičového jádra, změřte průměr každého jádra a vynásobte jejich počtem.

Dále zvažte průřez podle tohoto vzorce:

A znovu se vrací k tomuto vzorci pro výpočet odporu drátu:

Jak zjistit požadovanou průřezovou plochu drátu?

Nejjednodušší možností je určit plochu průřezu jader podle tabulky. Je vhodný pro výpočet ne příliš dlouhých čar položených za normálních podmínek (s normální teplotou okolí). Můžete také zvolit drát pro prodlužovací kabel. Vezměte prosím na vědomí, že tabulka ukazuje průřezy pro určitý proud a výkon v jednofázové a třífázové síti pro hliník a měď.

Při výpočtu dlouhých čar (více než 10 metrů) je lepší nepoužívat takovou tabulku. Je nutné provádět výpočty. Nejrychlejší způsob použití kalkulačky. Algoritmus výpočtu je následující:

Přijímají přípustné ztráty napětí (ne více než 5%), to znamená, že při napětí 220 V a přijatelné ztrátě napětí 5% na kabelu by pokles napětí (od konce do konce) neměl překročit:

5% * 220 = 11V.

Nyní, s vědomím proudu, který bude protékat, můžeme vypočítat odpor kabelu. U dvouvodičového vedení je odpor násoben 2, protože proud protéká dvěma dráty, s délkou vedení 10 m, celková délka vodičů je 20 m.

Odtud se podle výše uvedených vzorců vypočítá požadovaný průřez kabelu.

Můžete to udělat automaticky ze smartphonu pomocí aplikací Mobile Electric a electroDroid. Pouze kalkulačka nestanoví celkovou délku vodičů, ale délku vedení od zdroje energie k přijímači elektřiny.

Závěr

Správně vypočítané zapojení je již 50% zárukou jeho úspěšného fungování, druhá polovina závisí na správné instalaci. Měly by být vzaty v úvahu všechny vlastnosti zapojení, maximální spotřeba energie všemi spotřebiteli. Současně zadejte mez přípustného proudu 20-40% „jen pro případ“.