Jak dowiedzieć się, ile mocy może wytrzymać kabel lub przewód

Podczas podłączania urządzeń elektrycznych do sieci zasilającej jednym z głównych warunków jest wybór kabla lub drutu o odpowiedniej sekcji. Ale czasami zdarza się, że masz już jakiś przewodnik i nie masz pewności, czy jest on odpowiedni do określonego zadania.

Jeśli podłączysz zbyt duże obciążenie kabla, rozgrzeje się, a może nawet przegrzeje. Z tego powodu izolacja stopi się, co jest niebezpieczne w przypadku zwarcia, porażenia prądem i pożaru. To nasuwa pytanie: „skąd wiesz, ile mocy wytrzyma kabel lub drut?”. Wymyślmy to!

Co wpływa na dopuszczalną moc?

Od razu warto zauważyć, że przekrój i moc kabla w zasadzie nie są ze sobą powiązane. Dla dyrygenta decydującą rolę odgrywa dopuszczalny prąd ciągły. Wartości te opisano w sekcji 1 PUE, rozdział 1.3. Faktem jest, że jeśli wytrzyma prąd 16 A, to w sieci 220 V wynosi 3,5 kW, dla 380 V jest to 10 kW, aw sieci 12 V to tylko 192 W. Dlatego rozsądne jest mówienie o dopuszczalnej mocy kabla tylko w kontekście znanego napięcia.

Aby przeliczyć kilowaty na waty, wystarczy podzielić kW przez 1000.

Aby przekonwertować waty na amper, należy podzielić waty przez napięcie w woltach.

W przypadku sieci trójfazowej jest on również podzielony na 1,73 (pierwiastek z 3) i CosF.

CosФ - współczynnik mocy wskazany na tabliczce umieszczonej na korpusie większości urządzeń elektrycznych.

Tabela przekrojów drutu i dopuszczalny prąd

Istnieją specjalne tabele, które opisują zgodność odcinka kabla, prądu, napięcia i mocy. Ale informacje w nich zawarte nie zawsze dotyczą wyboru kabli.

Jeśli do obliczeń okablowania mieszkania, gdzie długość linii rzadko przekracza 15-20 metrów między skrajnymi punktami, a temperatura otoczenia wynosi zwykle około 20-25 stopni, jest to nadal prawdą ...

Ale wyobraź sobie sytuację, w której zamierzasz postawić ogrodzenie na części prywatnego domu, a podczas instalacji musisz użyć elektronarzędzia i spawarki, również betoniarki, a poza tym ciepło na słońcu na ulicy jest znacznie wyższe niż 30 stopni Celsjusza. Następnie potrzebujesz dobrego przedłużacza, aby podłączyć go w garażu lub w domu, a będziesz pracować na całym obwodzie witryny.

Myślę, że jest to dla ciebie znajoma sytuacja.

Wszystkie powyższe zawierały szereg czynników wpływających na moc, jaką kabel może wytrzymać, a mianowicie:

1. Długość linii.

2. Temperatura otoczenia i samego przewodnika.

Oba czynniki wpływają na rezystancję kabla, a to z kolei wpływa na utratę mocy i nagrzewanie się przewodu. Jeśli wybierzesz przewodnik o zbyt małym przekroju dla tej mocy, wówczas pod obciążeniem napięcie na jego końcu spadnie. Nie jest pożądane, aby pozwolić na straty większe niż 3-5%. W obwodach oświetleniowych dopuszczalny jest spadek napięcia o 10%.

Odporność, długość, materiał, temperatura jak się łączy?

Rezystancja przewodnika zależy od wzoru

R = po * L / S

Gdzie Po to rezystywność metalu, Ohm * sq. Mm / m, L to długość w metrach, S to powierzchnia przekroju w sq. mm

Na przykład opór właściwy miedzi wynosi 0,018, a aluminium 0,029. Dlatego w powyższej tabeli widać, że przy takim samym przekroju miedziany przewód może wytrzymać większy prąd niż aluminium. Jest to spowodowane stratami, o których porozmawiamy poniżej.

Również we wzorze pojawiają się dwie kolejne wielkości - długość i pole przekroju. Im większa długość i mniejsza powierzchnia przekroju, tym większy opór. Odpowiednio, wraz ze wzrostem przekroju przy stałej długości, opór maleje, również ze zmniejszeniem długości.

Istnieje interesująca analogia z autostradą: im więcej pasów do jazdy w jednym kierunku, tym szybciej jeżdżą samochody, a jeśli jest dużo samochodów (wysoki prąd) i jest tylko jeden pas w każdym kierunku, zostaną one zepchnięte w korku.

W metalach opór rośnie również wraz ze wzrostem temperatury, a zatem przewodność maleje, mówiąc najprościej, wynika to z faktu, że po podgrzaniu cząstki w metalu i nośniki ładunku zaczynają się poruszać losowo, dlatego częściej zderzają się.

Strata

Podsumowując, od czego zależą straty:

1. Materiał kabla (aluminium lub miedź).

2. Długość linii.

3. Pole przekroju poprzecznego.

4. Temperatura otoczenia.

5. Ułożenie kilku kabli w jednej rurze. W tym przypadku nie ma warunków do ich chłodzenia, ponadto temperatury sąsiednich kabli wpływają na siebie w gorszy sposób.

Musisz wybrać kabel, aby wynikające z niego straty były jak najmniejsze. Idealnie do 3-5%. W skrajnych przypadkach, jeśli nie ma innych opcji, do 10%. Rzeczywiście, przy napięciu w sieci 220 woltów, 10% to już straty 22 V i 192 V na wyjściu, pod warunkiem, że sieć nie jest już zmarnowana. A przy prądzie co najmniej 10 A jest to 220 W strat tylko na przewodach. Jest to opisane w GOST 721 i GOST 21128.

Sekcja

Przejdźmy do istoty pytania „Skąd mam wiedzieć, jaką moc może wytrzymać kabel?” W związku z powyższym konieczne jest określenie przekroju przewodu. Aby to zrobić, zmierz jego średnicę. Jest to wygodniejsze i szybsze w użyciu z zaciskiem. Ta metoda jest odpowiednia dla dowolnych odcinków i drutów.

Jeśli drut ma rdzeń jednoprzewodowy (monolityczny), wystarczy zmierzyć jego średnicę. Jeśli rdzeń jest elastyczny, wielodrutowy, zmierz średnicę jednego drutu, znajdź jego obszar i pomnóż go przez całkowitą liczbę drutów w drucie. Znajdź wspólny przekrój kabli i przewodów.

Aby obliczyć przekrój przez średnicę, musisz go wyrównać i pomnożyć przez 0,785.

Jak zmierzyć średnicę kabla za pomocą linijki?

W przypadku grubych kabli nie ma szczególnego problemu, wystarczy przymocować linijkę do rdzenia, ale w przypadku cienkich kabli to nie zadziała. Dlatego zastosuj następującą metodę.

Musisz mocno owinąć drut 10 na śrubokręcie lub innym podłużnym obiekcie, a następnie zmierzyć długość powstałej spirali za pomocą linijki i podzielić ją przez liczbę zwojów. Aby określić przekrój cienkiej żyły z rdzenia wielożyłowego, konieczne będzie nawijanie więcej 30-50 zwojów, aby łatwiej było zmierzyć.

Kiedy już wiesz pole przekroju poprzecznego kabla, możesz zajrzeć do tabeli i dowiedzieć się, jaki jest dopuszczalny prąd. Jeśli linia nie jest długa (do 10 metrów), a prąd jest większy niż prąd oczekiwanego obciążenia, możesz bezpiecznie z niego korzystać.

Jak uprościć obliczenia?

Aby uniknąć obliczeń strat i przekrojów, możesz używać kalkulatorów online lub aplikacji na smartfony, zwłaszcza, że ​​działają one offline, a on jest zawsze z tobą. Na przykład dla użytkowników systemu operacyjnego Android dostępna jest aplikacja Mobile Electric, która ma funkcje:

1. Obliczanie rezystancji przewodu ze znanymi: materiałem, przekrojem, długością i temperaturą.

2. Obliczanie długości przewodu ze znanymi: rezystancja, temperatura i przekrój.

3. Obliczenie przekroju dla znanych: długości, napięcia, dopuszczalnych strat, prądu materiału rdzenia i temperatury.

4. Obliczenie maksymalnej długości przewodnika przy znanym: napięciu, dopuszczalnych stratach, materiale rdzenia, prądzie i temperaturze. I inni.

Pozwalają ocenić dopuszczalną moc i wybrać odpowiedni przewód dla określonej mocy.

Oprócz tej aplikacji są jeszcze inne, sprawdziłem, czego używam w pracy.

Wniosek

Podsumowując Aby dowiedzieć się, czy kabel lub drut może wytrzymać obciążenie, musisz określić:

1. Materiał, z którego wykonane są rdzenie.

2. Ich przekrój.

3. Długość linii.

4. Prąd obciążenia.

Następnie wykonaj obliczenia lub użyj kalkulatorów.