Площ на напречното сечение на проводници и кабели, в зависимост от силата на тока, изчисляване на необходимото напречно сечение на кабела

За да поправите старото окабеляване или да поставите ново, трябва да изберете кабела на желаното напречно сечение, за да издържите очакваното натоварване.

Ако старото окабеляване не е в ред, трябва да го замените, но преди да го смените на подобно, разберете защо е имало проблем със старото. Възможно е да е имало просто механични повреди или изолацията да е станала неизползваема, а още по-съществен проблем е отказът на окабеляването поради превишаване на допустимото натоварване.

Каква е разликата между кабелните продукти, какви са основните характеристики?

Като начало се определя какво напрежение в мрежата, в която ще работят кабелите. За домакински мрежи често се използват кабели и проводници от VVG, тип PUGNP (само това е забранено от съвременните изисквания на PUE поради големите допустими отклонения за напречното сечение по време на производството, до 30%, а допустимата дебелина на изолационния слой е 0,3 mm, срещу 0,4 в PUE), ШВВП и други ,

Ако се отдалечите от определенията, проводникът от кабела се различава минимално, главно по дефиниция в GOST или TU, от който е направен. В края на краищата, на пазара има голям брой проводници с 2-3 проводника и два слоя изолация, например една и съща PUGNP или PUNP.

Допустимото напрежение се определя от изолацията на кабела

За да изберете кабел, в допълнение към напрежението, се вземат предвид условията, при които той ще работи, за свързване на подвижен инструмент и оборудване той трябва да е гъвкав, за свързване на неподвижни елементи, по принцип няма значение, но е по-добре да предпочитате кабел с монолитно ядро.

Решаващият фактор при закупуване е площта на напречното сечение на сърцевината, тя се измерва в mm2, способността на проводника да издържи дълго натоварване зависи от него.

Какво влияе на допустимия ток през кабела?

Първо, нека се обърнем към основите на физиката. Има такъв закон за Жул-Ленц, той е открит независимо от двама учени - Джеймс Джоул (през 1841 г.) и Емилий Ленц (през 1842 г.), и затова получи двойно име. Така че този закон количествено описва топлинния ефект на електрическия ток, протичащ през проводника.

Ако се изрази като плътност на тока, получаваме следната формула:

Тълкуване: w е мощността на отделяне на топлина за единица обем, вектор j е плътността на тока през проводника се измерва в ампери на mm2. За медна тел вземете от 6 до 10 A на милиметър площ, където 6 е работната плътност, а 10 е краткосрочна. вектор E е силата на електрическото поле. σ е проводимостта на средата.

Тъй като проводимостта е обратно пропорционална на съпротивлението: σ = 1 / R

Ако законът на Джоул-Ленц се изрази като количество топлина в интегрална форма, тогава:

По този начин, dQ е количеството топлина, което ще се отделя през времевия интервал dt във веригата, където ток I протича през проводник на съпротивление R.

Тоест, количеството топлина е пряко пропорционално на тока и съпротивлението. Колкото по-голям е токът и съпротивлението, толкова повече топлина се генерира. Това е опасно, защото в определен момент количеството топлина достига такава стойност, че изолацията се топи върху проводниците. Може би сте забелязали, че проводниците на евтините котли осезаемо се затоплят по време на работа, това е всичко.

Ако се освободи захранване на кабела, тогава напрежението в краищата му, свързано с товара, също спада.

В калкулаторите за изчисляване на напречните сечения на кабелите обикновено се задават следните параметри:

• текуща или натоварваща мощност;

• дължина на линията;

• допустим спад на напрежението (обикновено в проценти);

Колкото по-голямо е съпротивлението, толкова повече напрежението ще спадне и кабелът ще се нагрява, тъй като мощността върху него ще се освободи (P = UI, където U е спадът на напрежението през кабела, I е токът, преминаващ през него).

Всички изчисления бяха намалени до ток и съпротивление. Съпротивлението на проводника се изчислява по формулата:

Тук: ρ (po) е съпротивлението, l е дължината на кабела, S е площта на напречното сечение.

Съпротивлението зависи от структурата на метала, стойностите на съпротивлението могат да се определят от таблицата.

За окабеляването се използват главно алуминий и мед. В медта съпротивлението е 1.68 * 10-8 Ohm * mm2 / m, а в алуминия 1.8 пъти по-голямо, отколкото в мед, е 2.82 * 10-8 Ohm * mm2 / m. Това означава, че алуминиевият проводник се нагрява почти 2 пъти по-силно от медната жица със същото напречно сечение и ток. От това следва, че за окабеляване ще трябва да закупите по-дебел алуминиев проводник, в допълнение, проводниците лесно се повреждат.

Затова медните проводници бяха заменени от медни проводници от домашното окабеляване, а използването на алуминий в окабеляването е забранено, разрешено е използването само на алуминиеви кабели за монтиране на много мощни електрически инсталации, които консумират висок ток, след което използвайте алуминиева жица със сечение повече от 16 mm2 (вижте -Защо алуминиевият кабел не може да се използва при окабеляване)

Как да определим съпротивлението на жицата по диаметъра на сърцевината?

Има случаи, когато площта на напречното сечение на сърцевината не е известна, така че може да се изчисли по диаметър. За да определите диаметъра на монолитна вена, можете да използвате шублер, ако не е, след това вземете пръчка, като химикалка или пирон, навийте 10 завъртания на тел плътно около нея и измерете дължината на получената спирала с линийка, разделяйки тази дължина на 10 - ще получите диаметъра на вената.

За да определите общия диаметър на многожичната сърцевина, измерете диаметъра на всяко ядро ​​и умножете по техния брой.

На следващо място, помислете за напречното сечение по тази формула:

И отново се връщат към тази формула за изчисляване на съпротивлението на жица:

Как да определите необходимата площ на напречното сечение на жицата?

Най-простият вариант е да се определи площта на напречното сечение на сърцевините според таблицата. Подходящ е за изчисляване на не твърде дълги линии, положени при нормални условия (с нормална температура на околната среда). Можете също да изберете жица за удължителния кабел. Моля, обърнете внимание, че таблицата показва напречните сечения за определен ток и мощност в еднофазна и трифазна мрежа за алуминий и мед.

При изчисляване на дълги линии (повече от 10 метра) е по-добре да не използвате такава таблица. Необходимо е да се извършат изчисления. Най-бързият начин да използвате калкулатора. Алгоритъмът за изчисляване е следният:

Те приемат допустими загуби на напрежение (не повече от 5%), това означава, че при напрежение 220V и приемлива загуба на напрежение от 5% върху кабела, спадът на напрежението (от край до край) не трябва да надвишава:

5% * 220 = 11V.

Сега, знаейки тока, който ще тече, можем да изчислим съпротивлението на кабела. При двупроводна линия съпротивлението се умножава по 2, тъй като токът протича през два проводника с дължина на линията 10 m, общата дължина на проводниците е 20 m.

Оттук, съгласно горните формули, се изчислява необходимото напречно сечение на кабела.

Можете да направите това автоматично от вашия смартфон, като използвате приложенията Mobile Electric и electroDroid. Само калкулаторът не определя общата дължина на проводниците, а по-скоро дължината на линията от източника на захранване до приемника на електричество.

заключение

Правилно изчисленото окабеляване вече е 50% гаранция за успешното му функциониране, втората половина зависи от правилната инсталация. Трябва да се вземат предвид всички характеристики на окабеляването, максимална консумация на енергия от всички потребители. В същото време въведете марж на допустимия ток от 20-40% "за всеки случай".