Расчёт сечения кабеля по мощности и току: как правильно рассчитать проводку
Вы планируете заняться модернизацией электросети или дополнительно протянуть силовую линию на кухню для подключения новой электроплиты? Здесь пригодятся минимальные знания о сечении проводника и влиянии этого параметра на мощность и силу тока.
Согласитесь, что неправильный расчёт сечения кабеля приводит к перегреву и короткому замыканию или к неоправданным расходам.
Очень важно провести вычисления на стадии проектирования, так как выход из строя скрытой проводки и последующая замена сопряжена со значительными издержками. Мы поможем вам разобраться с тонкостями проведения расчетов, чтобы избежать проблем при дальнейшей эксплуатации электросетей.
Чтобы не нагружать вас сложными расчетами, мы подобрали понятные формулы и варианты вычислений, привели информацию в доступном виде, снабдив формулы пояснениями. Также в статью добавили тематические фото и видеоматериалы, позволяющие наглядно понять суть рассматриваемого вопроса.
1. Расчет длины кабеля.
- S – площадь жилы в мм 2 ;
- R – радиус жилы в мм;
- D – диаметр жилы в мм;
- h, m – ширина и высота соответственно в мм;
- π — число пи, равное 3,14.
Расчет сечения по мощности потребителей
Основное назначение проводников – доставка электрической энергии к потребителям в необходимом количестве. Поскольку в обычных условиях эксплуатации сверхпроводники не доступны, приходится принимать в расчет сопротивление материала проводника.
Расчет необходимого сечения проводников и кабелей в зависимости от общей мощности потребителей основан на продолжительном опыте эксплуатации.
Сечение определяет, какой мощности ток способен проводить кабель без перегрева из-за превышения мощности
Основой кабеля является однопроволочная или многопроволочная медная жила, которая в сечении может быть круглой, треугольной или прямоугольной
Если в проводнике больше двух жил, то они чаще всего скручиваются. Номинальное сечение многожильных изделий представляет собой сумму сечений всех имеющихся жил
Общий ход вычислений начнем с того, что сначала проводим расчеты, используя формулу:
Получив результат по окончанию вычислений по вышеприведенной формуле, настал черед обратиться к табличным данным.
Теперь предстоит выбор необходимого сечения по таблице 1.
Расчет сечения (жильности) кабелей к стрелкам.
Число проводов подсчитывают по принципиальной схеме управления стрелочным электроприводом. В проекте применяется двухпроводную схему с блоком ПС-220. Провода цепей пневмообдувки и электрообогрева контактов привода для сокращения объемов расчетов не предусматривается.
Сечение проводов, выражаемое количеством жил кабеля к стрелкам, рассчитывают по допустимому падению напряжения.
Максимально допустимая длинна кабеля при заданном числе чил рассчитывается по формуле
(2)
где -допустимое падения напряжения, В;
r=0,0235 Ом – сопротивление одного метра медной жилы кабеля диаметром 1 мм;
Iф =(1,251,3)Iр – потребляемый ток при работе электропривода на фрикцию, А.
Iр – расчетный ток электропривода СП-6 с электродвигателем типа МСП-0,15, принимаемый для простых стрелок Р50(1/9 и 1/11) -1,5 А; Р65 (1/9 и 1/11) — 1,7 А; Р65 (1/18) -2,3 А;
пО – число жил в обратном проводе.
Допустимое падение напряжения определяется по формуле
, (3)
rС=2,6 Ом – сопротивление соединительных проводов и переходное сопротивление контактов.
Количество жил в прямом и обратном проводах от поста к спаренным стрелкам рассчитывается по длине кабеля до дальней стрелки. При этом следует учитывать, что между спаренными стрелками требуется пять проводов, из которых дублируются только три рабочих (контрольные не дублируются).
Расчет сечения кабеля | Таблицы, формулы и примеры
Основная формула расчёта
Многие начинающие электрики часто задаются вопросом: «Почему важен правильный расчет площади сечения электрического кабеля?». На самом деле все достаточно просто. Для этого вспомним законы физики.
Электрический ток передвигаясь по проводу начинает его нагревать. В этом случае, чем выше мощность, тем больше нагревается его поверхность. Активную мощность электричества, можно рассчитать по следующей формуле:
R – выступает в качестве активного сопротивления. По данной формуле расчёта сечения кабеля видно, что мощность напрямую зависит от поперечного сопротивления и интенсивности тока. Простым языком, чем больше мощность, тем быстрее нагревается поверхность кабеля.
Сопротивление проводников напрямую зависит от материала из которого они изготовлены, а также его длины. Вычисления проводят по формуле:
S – выступает в качестве площади поперечного сечения.
По данным расчётам очевидно, что при меньшей площади проводника, больше его сопротивление.
При покупке кабеля, важно учитывать его диаметр и площадь. Рассчитать это можно по следующей формуле:
Здесь d является диаметром. Помимо этого не рекомендуется забывать об удельном сопротивлении изделия. Алюминиевые жилы имеют более высокий показатель сопротивления в отличие от медных. Именно поэтому, изделия из алюминия лучше выбирать большего параметра.
Облегчить процесс выбора помогают специальные таблицы для правильного расчёта сечений проводов.
Расчет сечения кабеля. По мощности, току, длине
- Р – это активная мощность устройства;
- Q – является реактивной мощностью. Она измеряется в Вт;
- ro – коэффициент активного сопротивления;
- хо – выступает в качестве реактивного сопротивления;
- Uh – показатель номинального напряжения. Оно показывает максимальное потребление бытового прибора.
- L – это длина электрической цепи.
Расчет по мощности и силе тока
Расчет сечения напрямую зависит от общей суммы потребляемой энергии. Если известна суммарная мощность, можно определить силу эклектического тока.
На сегодняшний день были разработаны специальные калькуляторы, которые значительно облегчают расчет величины. В процессе прокладки необходимо быть очень внимательным. Некоторые типы кабеля предназначены для закрытых помещений, а другие подойдут для уличных электролиний.
Как рассчитать сечение по току
Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:
Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:
BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм 2 . У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r 2 = 3,14 · (1,5/2) 2 = 1,8 мм 2 , что полностью соответствует указанному требованию.
Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.
С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм 2 . У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:
Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).
Выбор сечения кабеля по длине
- Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
- Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.
