Shik-v-dom.ru

Шик в Дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как рассчитать сечение кабеля

Как рассчитать сечение кабеля

При планировании проводки в доме или квартире, при необходимости подключить новую бытовую технику, надо знать, какого сечения провода надо прокладывать. Есть два метода определения — по току и по нагрузке (мощности) подключаемого оборудования. В обоих случаях можно правильно выбрать сечение кабеля. Хотя специалисты больше склоняются к методу «по току», так как там можно учитывать пусковые токи.

Когда говорят, что выбрать сечение кабеля надо правильно, имеют в виду, что по проводник не должен работать на грани своих возможностей. Лучше если он эксплуатируется с меньшей нагрузкой чем максимально допустимая. Основной плюс — он будет меньше греться. Это хорошо, так как снижает вероятность появления пожара, продлевает срок службы кабеля (меньше температура — дольше служит оболочка).

Выбрать сечение кабеля можно по мощности (нагрузке) или по току

Выбрать сечение кабеля можно по мощности (нагрузке) или по току

Есть в таком подходе и дополнительные плюсы. Во-первых, при замене старой техники чаще всего мы покупаем более мощную. Во-вторых, количество техники постоянно растет. Возможно, через год-два вам потребуется подключить какой-то новый аппарат. Если есть «запас», новую аппаратуру можно просто подключить, установив дополнительную розетку. Если проводка и так эксплуатируется по-максимуму, придется ее переделывать, прокладывая провода большего сечения (если выделенной на дом или квартиры мощности достаточно).

Как выбрать сечение кабеля по нагрузкам из таблицы

Для того чтобы определить допустимое сечение кабеля, необходимо знать мощность нагрузки, подключаемой с его использованием. Для этого можно воспользоваться двумя способами:

  • собрать информацию о подключаемых устройствах, используя паспорта этих изделий или технические характеристики, размещённые в сети Интернет;
  • воспользоваться усреднёнными значениями для каждой категории бытовых приборов.

Усреднённые значения различных бытовых приборов приведены в следующей таблице.

Наименование устройстваЭлектрическая мощность, кВт
Посудомоечная машина1,8
Электрический чайник1,2
Духовой шкаф2,3
Фен1,3
Микроволновая печь1,5
Утюг1,1
Кондиционер4
Стиральная машина0,5
Телевизор0,3
Холодильник0,2
Спутниковое ТВ0,15
Компьютер0,12
Принтер0,05
Монитор0,15
Ручной электрический инструмент1,2

В данной таблице приведены не все виды бытовых приборов и инструмента, т.к. номенклатура их достаточно велика, поэтому при необходимости найти требуемые значения следует обратиться к сети Интернет, где с помощью «поисковика» найти величину мощности искомого объекта нагрузки.

Сечение токоведущей жилы провода и кабеля определяет его диаметр

Сечение токоведущей жилы провода и кабеля определяет его диаметр

Зная значения мощности электрической нагрузки, можно рассчитать значение тока, который будет протекать по проводникам во время их использования. Для этого следует воспользоваться формулой:

I = P / U, где

  • P – мощность подключаемых бытовых приборов и электрического освещения;
  • U – напряжение электрической сети;
  • I – ток, протекающий по токоведущим жилам при включении приборов заданной мощности.

Вычислив силу тока, протекающего по проводнику при подключении максимально возможной нагрузки на заданном участке электрической цепи, можно определить его сечение.

Диаметр токоведущей жилы можно измерить с помощью микрометра

Диаметр токоведущей жилы можно измерить с помощью микрометра

Выбор сечения медного или алюминиевого провода по мощности и силе тока

Как видно из формулы (по которой определялся электрический ток), при подключении определённой мощности, значение тока напрямую зависит от напряжения электрической сети, на котором работают подключаемые устройства. В связи с этим значения максимально допустимого тока на разных классах напряжения приводятся в технической литературе раздельно также, как и для разных марок токоведущих жил, а именно:

    1. Для алюминиевых проводников.
      1. Для медных проводников.
      1. Для проводников, используемых на низких классах напряжения (12/24 В).

      Выбор сечения кабеля по ПУЭ

      Как уже было написано выше, в преамбуле к настоящей статье, соответствие сечения кабеля (провода) и прочих электрических величин (ток и мощность, длина и способ прокладки) регламентированы «Правилами устройства электроустановок». В соответствии с этим техническим документом, значения допустимых токов, кроме выше рассматриваемых показателей, классифицируются ещё и по способу их прокладки, а также типу изоляции, используемой при изготовлении проводов и кабелей, а именно:

      1. Для проводов и кабелей с резиновой и ПВХ изоляцией с медными жилами.
      2. Для проводов и кабелей с резиновой и ПВХ изоляцией с алюминиевыми жилами.
      3. Для проводов и кабелей с резиновой изоляцией с медными жилами и защитной оболочкой.
      4. Для проводов и кабелей с резиновой и ПВХ изоляцией с алюминиевыми жилами и защитной оболочкой.

      Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности

      Пусковой ток

      Провода для прикуривания автомобиля могут выдержать лишь определенное количество пропускаемых через них ампер, и этот параметр обычно указывается производителем. Для современных автомобилей абсолютным минимумом является показатель в 200 А, а лучше искать провода, которые могут обеспечить максимальный ток в 400 А и выше.

      Как выбрать провода для прикуривания?

      Стоит помнить, что ток, который выдержит провод, напрямую зависит от диаметра жил, их количества в проводе и, соответственно, площади сечения. Поэтому необходимо понимать — если недобросовестным производителем при изготовлении провода использованы тонкие, «жидкие» жилы и их количество удручающе мало — такой провод, скорее всего, не выдержит даже 200 А, не говоря уже о зачастую преувеличенных 300–400 А и более.

      Пусковой ток: что это, откуда берется и как действует

      Посмотрите наши проекты за 2007-2018 г

      Пусковым током является ток, необходимый для запуска любого из электрических либо электротехнических устройств. Его величина в разы превосходит номинальный ток, а потому этот параметр очень важно учитывать при выборе бытового и промышленного оборудования. Явным примером служит ситуация с разгоном автомобиля, когда он при наборе скорости потребляет больше топлива в сравнении с потреблением при обычном режиме движения по трассе. Так и электродвигатель требует большее количество тока для полноценного «разгона». Помимо того, подобные явления наблюдаются и в отношении другого электрооборудования: ламп, электрических магнитов. Процесс пуска в различных электрических устройствах определяется характеристиками их основных функциональных компонентов – намагниченных катушек, накаливающихся нитей и др. В большинстве случаев производители электрических установок и бытовых приборов делают ограничение для токов пуска, применяя для этого так называемое пусковое сопротивление.

      Типы пускового тока

      Как правило, пусковой ток не появляется на долгое время, а лишь на доли секунды. В то же время, по своему значению его величина может до нескольких раз превышать номинальные значения. Влияние на этот параметр оказывает тип применяемого электрооборудования. В качестве примеров можно указывать следующие типы установок:

      • Погружные насосы имеют ток пуска, в 7-9 раз превышающий номинальный ток;
      • Электромясорубка – в 7 крат;
      • Буровой пресс и бетономешалки, бойлер, электрообогреватели, стиральная машина – пусковой ток превышает номинальный в 3,5 раз;
      • Холодильник – в 3,33 раза;
      • Микроволновая печь и инвертор – в 2 раза;
      • Циркулярная пила – ток пуска превосходит номинальный в 1,32 раза.

      Обычно этот параметр не указывается производителем и узнается лишь ориентировочно.

      Принцип срабатывания

      В момент запуска любого типа электродвигателя возникает пусковой ток. Его характеристики и свойства определяются, как правило, типом силовой установки, наличием нагрузок непосредственно на валу, схемой подключения и скоростью вращения. Возникновению тока пуска предшествует появление достаточно сильного магнитного поля в обмотке в момент запуска устройства, необходимого для раскрутки ротора и перевода его в мобильное положение. Именно поэтому значения пускового тока намного больше рабочих параметров.

      Так, непосредственно в момент, когда включается мотор, на его обмотках присутствует небольшое сопротивление, что приводит к возрастанию тока при неизменном напряжении. Сразу же после раскрутки двигателя, в обмотке возникает индуктивное сопротивление и наблюдается стремление тока к номинальным значениям.

      Сегодня электродвигатели широко применяются в самых разных промышленных секторах. Поэтому очень важно знать их пусковые параметры, чтобы правильно выбрать и применить электрические приводы. В качестве основных параметров, влияющих на пусковой ток, рассматриваются момент и скольжение на валу.

      Таким образом, этот параметр несет определенную важность как для электрических двигателей, так и для источников питания. Так, к примеру, в батареях аккумуляторного типа параметры пускового тока указывают на высшие значения мощности, которые прибор способен выдавать без того, чтобы просаживалось напряжение, на короткий промежуток времени. Как правило, величина пускового тока зависит от емкости батареи и не в последнюю очередь от климатических условий.

      Особенности применения

      Особенности применения

      Чтобы правильно эксплуатировать электрический привод, следует учитывать его пусковые характеристики. Если же минусы пускового тока не будут нивелированы, есть риск возникновения довольно неприятных последствий. Так, к примеру, этот ток будет отрицательно влиять на другое электрооборудование, одновременно работающее с указываемым электрическим двигателем в пределах одной линии. Если значения тока пуска резко возрастут, это скорее всего приведет к моментальному падению в сети напряжения или же к поломке электрических установок.

      С целью снижения нежелательного воздействия таких факторов, допускаются к применению специальные методы и приспособления. Их действие направлено на максимальное снижение пускового тока:

      • Запуск электродвигателя производится в холостом режиме и только затем к агрегату прикладывается нагрузка, необходимая для его вывода в рабочий режим. Такой метод отлично подходит для вентиляционного и насосного оборудования, для которого возможно регулирование нагрузок.
      • Выполнение подключения силовой установки с использованием схемы звезды-треугольника.
      • Применение метода запуска через автоматический трансформатор, где предполагается плавная подача напряжения.
      • Применение пусковых реактором или резисторных установок, ограничивающих величину пускового тока. В этом случае происходит трата тока, превышающего установленные значения, на выделение тепловой энергии непосредственно на гасящем резисторе.
      • Установка регуляторов частоты – способствует уменьшению тока пуска двигателя, однако метод допустим к применению исключительно для силовых агрегатов, мощность которых не превышает 30 КВт. Электроустановки с большей мощностью, как правило, требуют использование более дорогостоящих регуляторов частоты.

      Устройства, предназначенные для плавного пуска. Такие приборы минимизируют влияние пускового тока посредством фазового управления.

      Электролаборатория (электротехническая лаборатория) в Москве проводит испытания электроустановок, необходимые для контроля и обеспечения надежной работы электрической сети и оборудования.

      Расчет нагрузки электростанции

      При покупке электростанции необходимо правильно рассчитать нагрузку, которая будет от нее питаться, чтобы правильно выбрать мощность и технические характеристики устройства. Для этого следует определиться с перечнем всей техники на объекте, работающей одновременно и выделить среди нее наиболее важные точки, так называемых «тяжелых» электропотребителей для генераторов. К последним относят электрические приборы с электродвигателем (компрессоры, насосы, холодильники и т.д.), поскольку они характеризуются наличием больших пусковых токов, которые в момент старта кратковременно увеличивают показатель потребляемой мощности в 4–5 раз, а также другими негативными моментами, оказывающих влияние на конечную оценку мощности генератора. Кроме того необходимо заранее продумать планируется ли дальнейшее наращивание мощности электропотребителей в будущем. Иногда от пользователя может потребоваться выполнение дополнительных работ, связанных с разводкой и перекоммутацией нагрузки.

      Типы нагрузки

      Прежде всего, определимся с тем, какие существуют типы нагрузки. Их два – активная и реактивная. Большинство реальных электроприборов обладают обоими этими составляющими. Активная или как ее еще называют резистивная, либо тепловая мощность (P) измеряется в Вт (Ваттах) и представляет собой нагрузку, работающую по принципу потребления электрической энергии из сети для выработки света или тепла. К данной группе устройств относят осветительные приборы, электронагревательное оборудование и др.

      Реактивная мощность (емкостная и индуктивная) характерна для оборудования, преобразующего потребляемую электроэнергию в электрическое и магнитное поле. Она измеряется в таких единицах, как Вар (Вольт Амперы реактивные) и обозначается символом Q. Такую составляющую имеют электродвигатели, электрический инструмент, бытовая аудио-, видео- и вычислительная техника.

      Расчет суммарной нагрузки

      Полная нагрузка – это реальная (фактически потребляемая) мощность, определяемая с учетом активной и реактивной составляющих, а также отклонений формы напряжения и тока от гармонической. Вычисляется данный показатель по следующей формуле:

      Для того чтобы определиться с требуемой мощностью выбираемой электростанции необходимо вычислить суммарное энергопотребление всех работающих от нее приборов – их полную мощность, измеряемую в ВА (вольт-амперах). Эту информацию можно найти сразу в нескольких источниках: эксплуатационной документации, поставляемой вместе с техникой, либо на шильнике самого электроприбора. Тогда суммарная мощность всех устройств определится как:

      Как уже говорилось выше, старт подобных агрегатов сопровождается большими пусковыми токами по сравнению с работой в нормальном режиме, поэтому мощность генератора должна обеспечивать выполнение переходных процессов при подобных кратковременных пиковых всплесках. Для таких устройств, как погружные насосы, мощные морозильные установки, бетономешалки, строительные инструменты и т.д. расчетную мощность необходимо умножить на поправочный коэффициент (1,5÷3), чтобы не допустить перегрузки двигателя электростанции, что в свою очередь может привести к ее отключению в ответственный момент, либо и того хуже – выходу из строя.

      Коэффициент мощности

      Очень часто производители указывают мощность агрегата в Вт, которые необходимо перевести в ВА. Если для оборудования, имеющего только активную нагрузку, эти значения будут равны, то с приборами, имеющими реактивную составляющую ситуация обстоит немного иначе. Здесь для перевода необходимо использовать коэффициент мощности. Коэффициентом мощности (cosφ) называют безразмерную величину, характеризующую потребителя переменного тока с точки зрения присутствия в нагрузке реактивной составляющей. Его еще называют мерой реактивности электрооборудования.

      К примеру, если cosφ = 0,8, то 80% от потребляемой электроагрегатом мощности – это активная нагрузка, а соответственно оставшиеся 20% – реактивная. В таком случае для определения полной мощности устройства необходимо имеющуюся тепловую мощность разделить на величину коэффициента мощности. Величину данного коэффициента можно почерпнуть из тех же источников, что и мощность устройства (шильдик и документация). Если cosφ для электроприбора не известен (такое случается, когда некоторые недобросовестные производители пытаются выдать генератор за более мощный), то для приблизительного расчета его можно брать равным 0,6 – 0,8.

      Пример: в паспортных данных погружного насоса указана тепловая потребляемая мощность Р=2 кВт, а величина коэффициента мощности cos φ = 0,8. Исходя из этих данных, находим полную мощность указанного агрегата, она будет равняться:

      S = 2000/0,8=2500 ВА = 2,5 кВА.

      Коэффициент одновременного включения

      По окончанию расчетов суммарной мощности всего оборудования следует скорректировать полученную величину на специальный поправочный коэффициент, учитывающий возможность одновременного включения выбранных устройств в пик потребления. В большинстве случаев все электроприборы, подключенные к генератору, не используются в одно и то же время, в таком случае данный коэффициент будет равняться 0,7, на него и нужно умножить конечный результат. Чем больше вероятность того, что некоторые устройства будут задействованы одновременно, тем ближе к единице будет поправочный коэффициент.

      Запас мощности

      Помните, что рассчитанная мощность не должна быть больше номинальной у выбираемой электростанции. Также необходимо обращать внимание на то, что многие компании-производители указывают в документации показатель максимальной выходной мощности. Данный параметр допускает работу генератора при такой нагрузке в течении непродолжительного интервала времени, который в зависимости от производителя может колебаться в пределах от нескольких секунд до часа и более. Реальная же мощность (ее обычно называют номинальной) несколько, а порой даже на десятки процентов ниже этой цифры.

      В завершении проводимых расчетов специалисты советуют при выборе конкретной электростанции делать запас мощности в размере 20-30% от полученной величины, другими словами умножить суммарное энергопотребление всей имеющейся техники на 1,2 – 1,3. Такой запас необходимо делать для того, чтобы станция не работала на пределе своего потенциала, и всегда имелась возможность оперативно подключить к генератору дополнительное оборудование. Дело в том, что длительное функционирование любого прибора, в том числе и электростанции в режиме перегрузки существенно снижает его ресурс.

      Большинство электростанций допускают небольшую перегрузку (в районе 10%) сверх номинальной мощности с обязательными технологическими перерывами, необходимыми для восстановления нормальных параметров теплового режима. Суммарная эксплуатация автономных источников электроэнергии при таком уровне нагрузки должна занимать не более 10% от общей наработки электроустановки.

      Примеры расчета мощности электростанции

      Как показывает практический опыт применения электрогенераторных установок на загородном дачном участке, где из электропотребителей имеется только телевизор, холодильник и до десятка лампочек вполне хватит генератора мощностью 2 кВт. Для бесперебойного питания большого коттеджа, где установлен стандартный набор современной бытовой техники и часто возникают перебои с подачей электричества, потребуется более мощная модель (на 7 –15 кВт). Для использования во дворе собственного дома электрического инструмента – болгарки, электродрели, бетономешалки и т.п. вполне хватит портативной электростанции, рассчитанной на 6 кВт.

      Рассмотрим такой пример: необходимо определиться с генератором для автономного питания перфоратора мощностью 600 Вт (cosφ=0,6) и двух обогревателей, потребляющих 1500 Вт. Минимально необходимая мощность такой электростанции составит:

      S = 1,5х(600/0,6)+1500= 3000ВА = 3 кВА.

      где 1,5 – коэффициент, учитывающий пусковой ток.

      Если полагаться, что электростанция будет работать на 75% от своего максимального потенциала, то окончательный расчет будет иметь вид:

      S = 3/75х100= 4 кВА.

      Либо такой случай: имеется циркулярная пила мощностью 1400 Вт, шлифовальная машина – 1000 Вт, а также сварочный аппарат – 2200 Вт. Необходимо рассчитать мощность электростанции, которая смогла бы запитать перечисленную технику. В этом случае данный показатель определится следующим образом:

      S = 1000х1,5+1400х1,5+2200х3= 10200 ВА = 10,2 кВА.

      При рекомендуемом уровне нагрузки в 75 % требуемая мощность составит:

      S = 10,2/75х100= 13,6 кВА.

      Получаем, что для нормального функционирования данного перечня техники достаточно генератора номинальной мощностью 13,6 кВА.

      голоса
      Рейтинг статьи
      Читайте так же:
      Рассчитать максимальный ток для кабеля
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector