Как рассчитать кабель по нагрузке: Калькулятор расчета сечения кабеля

Разное

Содержание

Как рассчитать сечение провода по потребляемой мощности

В случае замены или прокладки электропроводки необходимо точно рассчитать параметры кабеля, который будет использоваться. Одним из ключевых параметров является сечение провода, которое определяет какую к проводу можно подключить нагрузку по мощности. Слишком слабый провод может не выдержать нагрузки, а с чрезмерно большим сечением обойдется в несколько раз дороже. Также надо учитывать, что чем меньше сечение жил, тем больше их электрическое сопротивление, так что еще обязательно надо учитывать длину провода и способ его укладки.

Что нужно знать

Если перерезать любой кабель, то под слоями изоляционного материала станет видна жила провода, которая и является проводником электрического тока. Когда провод перерезан (рассечен), то в месте среза жила видна как круг, площадь которого называется сечением жилы провода и замеряется в мм² (квадратных миллиметрах). Поэтому, выбирая оптимальное сечение провода, по сути, подбирается диаметр его токоведущих жил.

Так как токопроводящая часть кабеля металлическая, а изоляция из ПВХ, резины или подобных им материалов, то по уровню сопротивления нештатным ситуациям провода можно условно разделить на три уровня:

  1. Токоведущая жила и изоляция сохраняют целостность. Т.е. перегрев провода произошел в допустимом пределе и ничего не произошло.
  2. Изоляция плавится, но металл жилы остается без изменений. После устранения поломки дальнейшая эксплуатация такого провода невозможна – он требует обязательной замены.
  3. Сгорание изоляции и плавление металлической основы. Обычно это последствие короткого замыкания.

Знать, как рассчитать сечение как раз и нужно, чтобы исключить второй и третий варианты, ведь кроме самого кабеля, для проводки подбираются защитные устройства, которые отключают линию при повышении силы тока.

Совет! При покупке недорогого провода, лучше проверить соответствие фактического и заявленного сечений токоведущих жил. Это можно сделать штангенциркулем или микрометром. Дело в том, что некоторые ТУ допускают погрешность не много ни мало – в 20-30% от номинала – если сечение провода по мощности будет рассчитано «впритирку», это грозит возгоранием.

Основы сортировки

Единственный способ качественно подобрать в квартиру или дом провод по сечению токоведущей жилы – знать какой мощности к нему будут подключаться приборы. Еще такой метод называют «по нагрузке», так как в электрических схемах все подключенные приборы рассматриваются как нагрузка или сопротивление.

Сначала необходимо определить мощность приборов. Это можно сделать несколькими способами:

  1. найти в техническом паспорте устройства информацию о ней;
  2. мощность указывается на самих приборах – обычно ее указывают на пластинах или стикерах из металла, хотя могут и просто нанести маркировку на корпус.
  3. замерить силу тока при работе и высчитать мощность – экзотический способ, который применяется в исключительных случаях, когда нужны точные результаты.

Если прибор сделан в России, Украине или Беларуси мощность на нем всегда указывается как Вт (ватт) или кВт (киловатт). Если изделие европейского, азиатского или американского производства, буквой – W. Используемая нагрузка на таких устройствах обозначают как “ТОТ” или “ТОТ МАХ”.

Если не удалось точно установить мощность прибора, можно взять для расчета среднестатистические данные.

При этом следует помнить, что параметры в них указаны в большом диапазоне, а это значит, что выбранный по меньшему значению кабель может не соответствовать требованиям.

Это значит, что в таком случае надо учитывать максимально возможную мощность приборов и подобрать для них соответствующие сечения кабелей по потребляемой мощности. В противном случае кабель может перегреваться в процессе эксплуатации, вплоть до возгорания изоляции.

Как вычислить

Делая расчет сечения провода, нужно помнить простую закономерность – чем больше подключенные к нему устройства потребляют тока, тем больше должен быть диаметр жилы и массивнее сам провод. Легче всего сечение определить в однопроволочной жиле по следующей формуле:

Здесь d – означает диаметр жилы (мм), а S – искомая площадь сечения (мм²).

Чуть сложнее вычислять диаметр многопроволочной жилы – здесь надо измерить диаметр каждой отдельной проволочки и найти их среднее значение, тогда формула приобретает следующий вид:

Где n – обозначает число жил, d – средний диаметр, S – искомая площадь сечения. Также допускается измерить диаметр одной проволочки и умножить результат на их количество. Формула остается такой же, только d теперь будет не средний диаметр, а измеренный по одной проволочке.

Если подсчетов предвидится много, то рассчитать сечение провода можно при помощи специального калькулятора сечений кабелей онлайн, в который просто нужно внести все данные про число и диаметр токонесущей жилы и он выдаст результат.

Особенности сечения электропроводки из разных материалов

Проводка из алюминия, использовавшаяся еще в советское время, сейчас запрещена для монтажа внутренней электропроводки, но все еще применяется как самый бюджетный вариант, несмотря на сравнительно низкий срок эксплуатации и общую надежность. При перегревах она начинает крошиться, быстрее окисляется на воздухе и имеет меньшую электропроводность – это значит, что при одинаковом сечении проводов, медный способен пропустить через себя большее количество тока, чем алюминиевый.

Медный кабель обладает значительной прочностью и стойкостью к коррозии, поэтому если приходится менять всю проводку, то настоятельно рекомендуется использовать медную, тем более, что это прямое требование ПУЭ. Так как медный провод дороже алюминиевого, то знать подходящие значения сечения провода по мощности при его использовании будет существенной экономией для сметы.

При прокладывании скрытой проводки в домашних условиях лучше выбрать однопроволочный кабель, так как он проще в монтаже и не требует дополнительных действий.

Изначально рассчитанный на множественные изгибы многопроволочный имеет больший срок эксплуатации, но при подключении к нему розеток концы жил нужно будет залудить, так как со временем проволочки в жиле «утрясутся» и контакт ухудшится.

Чаще всего такие провода применяют для подключения к сети нестационарных приборов: фен, утюг, бритва и прочие.

Для стандартной проводки квартир, домов, коттеджей существует общий расчет. Согласно ему при продолжительной нагрузке в 25А применяют сечения провода по току (медный) 4,0 мм² и диаметром – 2,26 мм. В соответствии с этими расчетами, на линию устанавливается автоматический выключатель (автомат) который обычно монтируется во вводном щитке в месте ввода проводов в квартиру или дом.

Сечение кабелей при открытой или закрытой проводке

При движении токовых импульсов по проводнику он греется. Чем тока больше, тем сильнее тепло. Один и тот же ток, проходящий по проволоке разного диаметра, неоднозначно действует на выделение тепла. Чем меньше сечение, тем сильнее происходит нагревание от нагрузки.

Поэтому, если линия делается открытой, можно уменьшить сечение – взять менее сильные провода. В таком случае он быстрее остывает и изоляция не портится. При закрытом способе монтажа ситуация хуже – тепло уходит медленнее, и здесь уже нужен более сильный материал – провода большего сечения.

Конструкция проводки и покупка нужного количества расходных материалов, требует навыков проектирования. Надо будет выполнить следующие действия:

  1. Нарисовать план квартиры или других помещений, где она планируется, и отметить будущие розетки и светильники.
  2. Узнать мощность всех имеющихся устройств и домашней техники: ламп, обогревательных приборов, чайников, фенов и т. п. Это позволит остановиться на оптимальном варианте.
  3. Измерить длину планируемой линии и сложить все собранные параметры вместе.
  4. Выбрать марку кабеля. Для внутренней проводки лучше использовать плоский провод.
  5. Купить необходимое количество.

Помимо этого, принимают во внимание, согласуется ли сечение провода по потребляемой мощности с его максимальной нагрузкой в данном проекте и с током защитных выключателей.

Общепринятая расцветка изоляции жил никак не зависит от их сечения и применяется только для удобства монтажа:

  • синий – для нейтрали;
  • желто-зеленый – заземление;
  • белый, коричневый и прочие – фазные проводники.

Выключателей лучше устанавливать несколько и сразу их подписать: например «кухня», «спальня» и т. д. Линия освещения всегда проводится от вводного автомата отдельно и не зависит от розеток. Даже если в какой-то из них произойдет короткое замыкание, то без света дом не останется, да и в случае необходимости ремонт можно будет сделать с нормальным освещением, не пользуясь фонариком или свечами.

Дополнительные рекомендации:

  • Всегда лучше подобрать сечение провода с запасом – экономия это хорошо, но она должна быть разумной, да и неизвестно, что туда потом будет включаться.
  • В помещениях с повышенной влажностью весьма вероятно, что может понадобиться изоляция в два слоя.
  • При покупке нужно уточнять допустимый диаметр изгиба провода, особенно это касается однопроволочных. Дело в том, что если просто перегнуть кабель, то в этом месте может ухудшиться проводимость, поэтому производители всегда указывают допустимый радиус изгиба, отталкиваясь от наружного диаметра всего кабеля. Чаще всего это значение равно 10-15.
  • Кабеля из меди и алюминия не совмещаются и не соединяются обычным способом. Для их скрепления можно употреблять особые клеммники или шайбы (оцинкованные).

Как подсчитать параметры нужного кабеля

Если линия электропередачи внушительной длины (100 и больше метров), то все расчеты надо делать учитывая потери тока, что будут происходить непосредственно на кабель. В обязательном порядке это делается при проектировании электроснабжения домов. Все начальные данные заносят в проект заранее, для контроля и перестраховки их перепроверяют, используя норму мощности, выделенную на весь дом и протяженность от него до столба. Высчитать нужные параметры помогает следующая таблица:

Выбор подходящего сечения провода при монтаже электропроводки лучше делать с запасом. Если он будет, все новые приборы, появившиеся в квартире можно спокойно включать, не опасаясь перегрузки.

Если сечения не хватает, то выхода только два: замена проводки или отказ от одновременного использования мощной домашней техники.

Если срочно требуется удлинить розетку, а нужного провода рядом нет, можно воспользоваться различными кабелями, сцепив их параллельно друг другу. Такой метод не применяют постоянно, а прибегают к нему в моменты крайней необходимости, но если уж он и используется, а тем более для подключения мощного устройства, то нужно использовать провода одинакового сечения. Если и это требование не получается выполнить, то подсчитывая, выдержит ли провод, надо принимать во внимание только кабель меньшего сечения.

Перевод ватт в киловатты

При указании мощности для больших электроприборов используются такие единицы измерения как ватты и киловатты. Приставка «кило» обозначает, что число надо умножить на 1000, поэтому 1кВт = 1000 Вт, 5 кВт = 5000ВТ, 3 кВт = 3000Вт, а 1Вт = 0,001 кВт и т.д.

К приборам, которые потребляют настолько низкое количество тока, что даже его подбирать не нужно относятся:

  • холодильник;
  • зарядное устройство;
  • телевизор;
  • радиотелефон;
  • ночники и торшеры.

Но если в эту же розетку будет подключаться, к примеру, обогреватель, то делать расчеты надо обязательно.

Выбор, какое сечение кабеля будет использовано, это самый важный компонент проекта любого электрической цепи, от помещения, до городских или производственных сетей. Правильный подбор обеспечивает электрическую, пожарную безопасность и экономичность бюджета проекта.

Полезные видео

Калькулятор расчета сечения кабеля по нагрузке

При выборе кабеля для питания электрических устройств важно правильно рассчитать площадь поперечного сечения его
жилы. Если этого не сделать и проложить проводку «на глаз», результат может оказаться плачевным, вплоть до пожара.
Когда сечение кабеля не соответствует нагрузке на линию, владелец в любом случае оказывается в проигрыше.

  • Слишком толстый провод – это большая переплата, если только не планируется существенно нагружать кабель
    дополнительными приборами в дальнейшем. Некоторый запас сечения должен быть обязательно, но увеличивать его
    значительно смысла нет.
  • Слишком тонкий провод – потенциальный источник пожара. Если длительный ток, проходящий по линии, превышает
    допустимое значение для конкретного сечения, металлическая жила будет нагреваться. Повышение температуры кабеля
    приведет к разрушению изоляционной оболочки и риску воспламенения расположенных рядом материалов.

Расчет сечения кабеля по нагрузке можно выполнить с помощью готовой таблицы, программы-калькулятора в режиме
онлайн или по формуле.

Калькулятор расчета сечения по нагрузке

С целью упростить задачу
проектировщиков электрических линий и электриков разработан онлайн-калькулятор. Сервис позволяет в автоматическом
режиме вычислять ток потребления электрических приборов. Для этого необходимо ввести в соответствующие поля значение
суммарной мощности всех устройств в ваттах и значение напряжения питания в вольтах.

Перевод Ватт в Ампер
Расчет максимальной длины кабельной линии
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWG удалить
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр. , А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWG удалить
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWG удалить
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр. , А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWG удалить
добавить

Примечания:
U — напряжение питания видеокамеры, P — мощность потребляемая видеокамерой, Uбп
— напряжение блока питания, Uобр — минимальное напряжение при котором работает видеокамера, S
— сечение кабеля, Lмакс — максимальная длина кабельной линии

Данные о мощности обычно указываются в технической документации к прибору, а иногда и на бирке/пластине,
которая крепится на одной из его внутренних сторон. Информацию о напряжении питания можно отыскать там же, обычно
это значение составляет 12, 24, 220 или 380 В.

После того, как калькулятор расчета нагрузки кабеля по сечению
помог определить ток, можно перейти к расчету площади поперечного сечения жилы с помощью таблицы или формулы.

Выбор по таблице

Зная токовую нагрузку на линию, определить площадь поперечного сечения жилы провода можно
шаблонным способом. Для этого предусмотрена уже готовая таблица расчета сечения кабеля в зависимости от нагрузки на
предполагаемую проводку.

В воздухе (лотки, короба,пустоты,каналы) Сечение,кв.мм В земле
Медные жилы Алюминиевые жилы Медные жилы Алюминиевые жилы
Ток. А Мощность, кВт Тон. А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт Ток. А Мощность,кВт
220 (В) 380 (В) 220(В) 380 (В) 220(В) 380 (В) 220(В)
19 4. 1 17.5 1,5 77 5.9 17.7
35 5.5 16.4 19 4.1 17.5 7,5 38 8.3 75 79 6. 3
35 7.7 73 77 5.9 17.7 4 49 10.7 33.S 38 8.4
*2 9.7 77.6 37 7 71 6 60 13. 3 39.5 46 10.1
55 17.1 36.7 47 9.7 77.6 10 90 19.8 S9.7 70 15.4
75 16.5 49.3 60 13. 7 39.5 16 115 753 75.7 90 19,8
95 70,9 67.5 75 16.5 49.3 75 150 33 98.7 115 75.3
170 76. 4 78.9 90 19.8 59.7 35 180 39.6 118.5 140 30.8
145 31.9 95.4 110 74.7 77.4 50 775 493 148 175 38. 5
ISO 39.6 118.4 140 30.8 97.1 70 775 60.5 181 710 46.7
770 48.4 144.8 170 37.4 111.9 95 310 77. 6 717.7 755 56.1
760 57,7 171.1 700 44 131,6 170 385 84.7 753.4 795 6S
305 67.1 700.7 735 51. 7 154.6 150 435 95.7 786.3 335 73.7
350 77 730.3 770 59.4 177.7 185 500 110 379 385 84.7

По таблице можно узнать площадь поперечного сечения жилы по токовой нагрузке с учетом таких параметров:

  • мощность электроприборов;
  • напряжение в сети;
  • металл, из которого изготовлен кабель;
  • метод монтажа проводки.

Зная эти данные, можно быстро определить искомое сечение.

Формула расчета

Чтобы вычислить сечение
кабеля по нагрузке с помощью формул, необходимо правильно определить силу тока, который будет проходить по линии.
Как правило, питание прокладывается не для одного устройства, поэтому для начала нужно просуммировать мощности всех
приборов:

Формулы расчета токовой нагрузки
для однофазной (220 В) и трехфазной (380 В) сети отличаются.

Для однофазной линии:

Для трехфазной линии:

В этих
формулах:

Р – мощность всех электрических устройств;

КS – коэффициент одновременности;

U – напряжение в электрической сети;

cosφ = 1 для бытовых приборов.

Формула расчета сечения кабеля по
нагрузке позволяет вычислить искомое значение на основе полученных данных.

В этой формуле:

L – длина кабеля;

I – токовая нагрузка на линию;

Uнач
напряжение питания;

Uкон – минимальное напряжение электроприборов;

ρ – удельное сопротивление
металлов: для меди – 0,0175 Ом×мм2/м, для алюминия – 0,028 Ом×мм2/м.

Обычно формулы
применяются в ситуациях, когда требуется повышенная точность вычислений.

Коэффициенты

При вычислении
токовой нагрузки на однофазную сеть (220 В) применяется коэффициент одновременности. Он введен в расчеты, поскольку
все подключенные к электрической сети устройства практически никогда не используются одновременно. Этот коэффициент
не имеет единственного значения и варьируется в зависимости от общего числа электроприборов.

Так, в жилых
зданиях при наличии 50 и более устройств применяется коэффициент, равный 0,4. Если же количество электрических
приборов лежит в пределах от 5 до 9 единиц, KS = 0,78.

Число нижележащих потребителей Коэффициент одновременности(ks)
2-4 1
5-9 0. 78
10 -14 0.63
15 -19 0.53
20-24 0.49
25-29 0.46
30 — 34 0.44
35-39 0.42
40-49 0.41
50 и более 0.40

Примеры

Пример А. Произвести расчет площади поперечного сечения жилы медного кабеля
длиной 65 м для питания электроприборов от однофазной сети. Минимальное рабочее напряжение устройств – 207 В. К
линии будут подключены такие приборы: бойлер (2000 Вт), стиральная машина (2500 Вт), освещение (950 Вт), холодильник
(500 Вт), компьютер (400 Вт), телевизор (240 Вт), электрочайник (1500 Вт), утюг (1800 Вт), микроволновая печь (1100
Вт), пылесос (1600 Вт), фен (2000 Вт).

В первую очередь следует вычислить суммарную мощность всех
электроприборов:

Затем, зная суммарную мощность, необходимо
найти токовую нагрузку на однофазную сеть. Учитывая количество электроприборов (11 единиц), коэффициент
одновременности будет равен 0,63.

Все данные для расчета сечения кабеля по
токовой нагрузке известны:

Таким образом, площадь сечения медного провода для заданных условий должна быть не менее 7,3
мм2.

Пример Б. Вычислить минимальную площадь сечения алюминиевого провода для
монтажа однофазной электрической линии длиной 70 м в жилом доме. К сети будет подключено 8 приборов общей мощностью
8,3 кВт. Минимальное напряжение их работы – 207 В.

Поскольку суммарная мощность электроприборов и их
количество известны, можно сразу же рассчитать нагрузку по току. Коэффициент одновременности составит 0,78.

По формуле расчета площади сечения провода можно вычислить искомый
параметр:

Для прокладки электрической линии
с заданными условиями необходим кабель с площадью сечения жилы не менее 8,9 мм2.

Расчёт сечения кабеля по нагрузке

Расчёт сечения кабеля по нагрузке

Передающий электрический ток кабель является одной из наиболее важных составляющих любой электросети. При выходе кабеля из строя становится невозможной работа всей электрической сети, поэтому во избежание неисправностей и возгораний из-за перегрева необходимо рассчитать сечение кабеля по нагрузке. Чтобы провести такой расчет есть множество причин. Неправильный выбор сечения кабеля может привести к перегреву и оплавлению изоляции, что чревато коротким замыканием и может привести к возгоранию. Проведенный с большой точностью расчет сечения кабеля по нагрузке позволяет быть уверенным не только в безотказной и надежной работе всех электроприборов, но и в полной безопасности людей.

Как рассчитать сечение кабеля по нагрузке

Главным показателем, на который следует опираться при расчете сечения кабеля и выборе его марки, является предельно допустимая нагрузка. Проще говоря, это та величина тока, которую кабель может пропускать в течение длительного времени без перегрева. Предельно допустимую нагрузку можно рассчитать путем простого арифметического сложения мощностей всех включаемых в сеть электроприборов. Для примера рассмотрим некоторые, встречающиеся наиболее часто, бытовые электроприборы, их перечень представлен в таблице:

После того, как мы рассчитали предельно допустимую нагрузку, переходим к следующему этапу, который позволяет достичь безопасности: это расчет сечения кабеля по нагрузке.

1. В случае эксплуатации однофазной сети напряжением 220В используем формулу:

  ,где:

— Р – сумма мощностей всех электроприборов, включаемых в сеть, Вт;

— U — напряжение сети, В;

— КИ = 0.75 — коэффициент одновременности;

  — для бытовых электроприборов.

2. При расчете сечения кабеля для трехфазной сети напряжением 380 В используем формулу: 

Итак, мы рассчитали точное значение величины тока, теперь нужно воспользоваться таблицами, в которых можно найти величину сечения кабеля или провода, а также материал, из которого они могут быть изготовлены. В случае, если в результате расчета мы получим значение, которое не совпадает с табличным, стоит выбрать ближайшее к нему, но большее, сечение кабеля. Например, для сети напряжением 220 В мы получили значение величины тока 22 ампера. Такого значения нет в таблице, но ближайшими к нему являются значения 19 А и 27 А. Выбираем значение, которое больше рассчитанного по формуле, в нашем случае это 27 А. Значит, оптимальным выбором будет провод из меди, имеющий сечение 2,5 мм.кв., а не сечением 1,5 мм.кв., который имеет значение предельно допустимой нагрузки 19 А. Если нам нужен кабель не с медными а с алюминиевыми жилами, лучше взять еще большее сечение – 4 мм.кв.

Альтернативным вариантом, как по техническим параметрам, так и по цене, можно назвать алюмомедный кабель.

Существует и ряд других факторов, которые помогаю более точно вычислить оптимальное сечение кабеля. Дело в том, что проводя расчеты необходимо учитывать большое количество факторов, каждый из которых должен рассматриваться отдельно. Одним из наиболее распространенных вопросов относительно выбора кабеля является вопрос о том, какой кабель лучше: медный или алюминиевый. Приведем основные достоинства и недостатки этих материалов, влияющие на выбор:

— медь является более гибким и прочным, но менее ломким, материалом по сравнению с алюминием;

— медь меньше подвергается окислению и в течение длительного времени способна сохранять качество контактов при соединении в распределительных коробках;

— медь имеет проводимость, превышающую этот показатель у алюминия в 1,7 раза, а это означает, что при меньшем сечении возможна большая предельно допустимая нагрузка.

При всех этих достоинствах медь имеет один существенный недостаток: медный кабель дороже алюминиевого в 3-4 раза. Нужно учитывать и то, что для объектов бытового назначения в большинстве случаев Правилами запрещается использование алюминия в качестве проводника, а предписывается использование меди. Эти правила следует соблюдать неукоснительно, поэтому для внутренней электрической сети лучше выбирать медные кабели и провода. Алюминиевый кабель можно беспрепятственно использовать для обустройства ввода электросети в здание, для этой цели подойдут, например, провода СИП.

Расчёт сечения кабеля по нагрузке для помещений

Две предыдущие формулы помогли нам точно рассчитать сечение вводного кабеля, который будет нести максимальную нагрузку, и материал, из которого этот кабель должен быть изготовлен. Теперь аналогичным методом произведем расчеты отдельно по каждому помещению и группам в них. Необходимость таких расчетов объясняется тем, что зачастую нагрузка на разные розеточные группы отличается, порой значительно. Например, розетки, в которые подключены стиральная машина и фен, несут большую нагрузку, нежели розетки с подключенным миксером или кофемолкой. Поэтому, «упрощать» работу и прокладывать без расчетов провод, имеющий сечение 2,5 кв.мм. на розетки может грозить не только необходимостью позже прокладывать новый провод, это прямая угроза безопасности людей.

Напомним, что суммарная нагрузка в любом помещении состоит из двух частей: силовой и осветительной. С осветительной нагрузкой обычно не возникает сложностей, она выполняется с помощью медного провода сечением 1,5 кв.мм. А вот с розетками не все так просто. Обычно наиболее нагруженными линиями считаются кухня и ванная комната, именно здесь располагаются холодильник, электрический чайник, микроволновка, стиральная машина. Для подключения всех этих электроприборов лучше не использовать блоки из 4-6 розеток, а разделить всю эту нагрузку по нескольким розеточным группам. Если такая возможность исключена, то остается один выход – для питания помещения и подвода к розеточным группам использовать кабель сечением не менее 4 кв.мм. Для монтажа электропроводки обычно используют кабели и проводы АППВ, ШВВП или ПВС.

Иногда так называемые «специалисты» советуют использовать для розеток в помещениях кроме кухни и ванной кабель сечением 1,5 кв.мм. Но это чревато не только возникновением черных полос, которые видны под обоями после включения в розетку тепловентилятора или масляного кабеля, но и пожаром. Электросеть – не место для опытов, опасных для жизни Ваших родных и близких, да и вашей собственной!

Итоги

Подводя итоги, можно сделать вывод, что расчёт сечения кабеля по нагрузке – это важная и ответственная работа, которая не терпит халатности и невнимательности, ошибки в которой приводят к самым плачевным последствиям.

Как рассчитать сечение провода по нагрузке

Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке. Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей. Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.

Что необходимо для расчёта сечения кабеля по нагрузке

Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго. Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть. Рассмотрим пример: вот перечень некоторых, наиболее часто встречающихся бытовых приборов, который представлен в таблице ниже.

таблице ниже.

Электроприбор

Мощность, Вт

LCD телевизор

140-300

Холодильник

300-800

Бойлер

1500-2500

Пылесос

500-2000

Утюг

1000-2000

Электрочайник

1000-2500

Микроволновая печь

700-1500

Стиральная машина

2500

Компьютер

300-600

Освещение

300-1500

Фен

1000-2500

Всего (примерно)

10000-20000

Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:

1. Для однофазной сети напряжением 220 В:

,где:

— Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;

— U — напряжение сети, В;

— КИ = 0.75 — коэффициент одновременности;

Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля. Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А. Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.

Сечение токо- 


проводящих 


жил. мм

Медные жилы проводов и кабелей

Напряжение 220В

Напряжение 380В

Ток. А

Мощность. кВТ

Ток. А

Мощность кВТ

1.5

19

4.1

16

10.5

2.5

27

5.9

25

16.5

4

38

8. 3

30

19.8

6

46

10.1

40

26.4

10

70

15.4

50

33

16

80

18.7

75

49.5

25

115

25.3

90

59. 4

35

135

29.7

115

75.9

50

175

38.5

145

95.7

70

215

47.3

180

118.8

95

265

57.2

220

145. 2

120

300

66

260

171.6

Сечение


Tоко- 


проводящих 


жил. мм

Алюминиевых жилы проводов и кабелей

Напряжение 220В

Напряжение 380В

Ток. А

Мощность. кВТ

Ток. А

Мощность кВТ

2. 5

22

4.4

19

12.5

4

28

6.1

23

15.1

6

36

7.9

30

19.8

10

50

11

39

25.7

16

60

13. 2

55

36.3

25

85

18.7

70

46.2

35

100

22

85

56.1

50

135

29.7

110

72.6

70

165

36.3

140

92. 4

95

200

44

170

112.2

120

230

50.6

200

132

Расчёт сечения кабеля по нагрузке для помещений

Предыдущий расчёт позволил точно вычислить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая максимальная нагрузка. Теперь следует произвести аналогичные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы может значительно отличаться. Так, розетки с подключённой стиральной машиной и феном нагружены гораздо больше, чем розетка для миксера и кофеварки на кухне. Поэтому не стоит «упрощать» задачу, без раздумий укладывая провод сечением 2,5 квадрата на розетки, так как иногда этого просто не хватит.

Следует помнить, что суммарная нагрузка в помещении состоит из 1) силовой и 2) осветительной. И если с осветительной нагрузкой всё ясно – она выполняется медным проводом с сечением в 1,5 мм кв., то с розетками не так всё просто. Следует помнить, что обычно кухня и ванная комната – наиболее «нагруженные» линии, так как именно там расположены холодильник, электрочайник, бойлер, микроволновка, а иногда и стиральная машинка. Поэтому лучше всего распределить эту нагрузку по различным розеточным группам, а не использовать блок на 5-6 розеток. Если такой возможности нет, то питающий помещение и подводной кабель к розеткам должен быть сечением, 4 мм кв. и выше. При монтаже электропроводки чаще всего применяют провода и кабели ВВГ-ВВГнг, ПУНП, ПУГНП или ПВС.

Иногда от «специалистов» можно услышать, что для розеток в остальных помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», однако выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые оставляет после себя прогоревший кабель после включения в него масляного обогревателя или тепловентилятора! Здесь не место для экспериментов, это – жизнь и здоровье родных, близких, и Ваши собственные!

Выбор сечения кабеля — stroka.

by

Кабель обычно состоит из 2-4 жил. Сечение (точнее, площадь поперечного сечения) жилы определяется ее диаметром.

Напомним: площадь круга S = 0,78d², где d — диаметр круга. Исходя из практических соображений, при малых значениях силы тока сечение медной жилы берут не менее 1 мм², а алюминиевой — 2 мм².

При достаточно больших токах сечение провода выбирают по подключаемой мощности.

Обычно исходят из расчета мощности, что нагрузка величиной 1 кВт требует 1,57 мм² сечения жилы. Отсюда следуют приближенные значения сечений провода, которых следует придерживаться при выборе его диаметра. Для алюминиевых проводов это 5 А на 1 мм²., для медных — 8 А на 1 мм². Проще говоря, если у вас стоит проточный водонагреватель на 5 кВт, то подключать его надо проводом, рассчитанным не менее чем на 25 А, и для медного провода сечение должно быть не менее 3,2 мм². Учтите, из ряда предпочтительных величин сечений (0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6 мм² и т. д.) для алюминиевых проводов сечение выбирают на ступень выше, чем для медных, так как их проводимость составляет примерно 62% от проводимости медных.

Например, если по расчетам нагрузки для меди нужна величина сечения 2,5 мм², то для алюминия следует брать 4 мм², если же для меди нужно 4 мм², то для алюминия — 6 мм² и т. д.
 
А вообще кабель лучше выбирать большего поперечного сечения, чем требуется, — вдруг вы захотите подключить еще что-нибудь? Кроме того, необходимо проверить, согласуется ли сечение проводов с максимальной фактической нагрузкой, а также с током защитных предохранителей или автоматического выключателя, которые обычно находятся рядом со счетчиком.

В таблицах приводится зависимость сечения кабеля, проводов и автомобильных гибких многожильных проводников в зависимости от силы тока и мощности нагрузки.

Таблица выбора сечения кабеля при прокладке проводов открыто и в трубе

Сечение
кабеля,
мм²

Проложенные открыто

Проложенные в трубе

Медь

Алюминий

Медь

Алюминий

Ток

Мощность, кВт

Ток

Мощность, кВт

Ток

Мощность, кВт

Ток

Мощность, кВт

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

0,5

11

2,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,75

15

3,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

17

3,7

6,4

 

 

 

14

3,0

5,3

 

 

 

1,5

23

5,0

8,7

 

 

 

15

3,3

5,7

 

 

 

2,0

26

5,7

9,8

21

4,6

7,9

19

4,1

7,2

14,0

3,0

5,3

2,5

30

6,6

11,0

24

5,2

9,1

21

4,6

7,9

16,0

3,5

6,0

4,0

41

9,0

15,0

32

7,0

12,0

27

5,9

10,0

21,0

4,6

7,9

6,0

50

11,0

19,0

39

8,5

14,0

34

7,4

12,0

26,0

5,7

9,8

10,0

80

17,0

30,0

60

13,0

22,0

50

11,0

19,0

38,0

8,3

14,0

16,0

100

22,0

38,0

75

16,0

28,0

80

17,0

30,0

55,0

12,0

20,0

25,0

140

30,0

53,0

105

23,0

39,0

100

22,0

38,0

65,0

14,0

24,0

35,0

170

37,0

64,0

130

28,0

49,0

135

29,0

51,0

75,0

16,0

28,0

 

Выбор сечения одиночного проводника гибкого многожильного автомобильного провода:

Номинальное сечение провода, мм²

Сила тока в одиночном проводе, А при длительной нагрузке и при температуре окружающей среды, оС

20 оС

30 оС

50 оС

80 оС

0,5

17,5

16,5

14,0

9,5

0,75

22,5

21,5

17,5

12,5

1,0

26,5

25,0

21,5

15,0

1,5

33,5

32,0

27,0

19,0

2,5

45,5

43,5

37,5

26,0

4,0

61,5

58,5

50,0

35,5

6,0

80,5

77,0

66,0

47,0

16,0

149,0

142,5

122,0

88,5

Примечание: при прокладке проводов сечением 0,5 — 4,0 мм² в жгутах, в
поперечном сечении которых по трассе содержится от двух до семи проводов, сила
допустимого тока в проводе составляет 0,55 от силы тока в одиночном проводе
согласно таблице, а при наличии 8-19 проводов — 0,38 от силы тока в одиночном
проводе.

Как рассчитать, выбрать сечение кабеля по мощности тока

Вопрос о том, как рассчитать сечение кабеля, неизменно возникает при планировании электромонтажных работ. Чтобы проводник АВБбШв 4х120 или изделия других типоразмеров работали долго и надежно, следует учитывать эксплуатационные нагрузки, которые определяют выбор в пользу того или иного решения. От правильного выбора проводов зависит и качество работы электрооборудования.

Задумываясь над тем, как выбрать сечение кабеля правильно, некоторые специалисты ориентируются исключительно на собственный опыт. Иногда выбранное сечение жил является подходящим, но в ряде случаев могут возникать ошибки, которые приводят к негативным последствиям. К примеру, если вместо проводника АВБбШв 4х240 вы выбрали неподходящий размер, то есть диаметр будет меньше или больше требуемого, это может представлять угрозу в плане безопасности подключения или стать причиной необоснованных финансовых затрат на материалы.

На какие параметры нужно обратить внимание при выборе сечения проводника?

Сечение ВБбШв 4х50 может существенно отличаться от аналогичного показателя других проводников. По этой причине, прежде чем сделать окончательный выбор, необходимо учесть все факторы. В их числе:

  • Величина, длительность и мощность нагрузки на сеть;
  • Номинальная сила тока;
  • Пороговые показатели напряжения.

Нужно знать не только, как подобрать сечение кабеля, но и учитывать другие характеристики проводника. Он должен быть устойчивым к высоким температурам, чтобы избежать возгорания из-за перегрева или коротких замыканий. Проводник ВБбШв 4х120 и другие модели также должны обладать высокой устойчивостью к механическим повреждениям, вызванным случайным или намеренным воздействием.

Как правильно подобрать кабель по сечению жил, зависит и от условий проведения электромонтажа, поскольку в разных случаях степень влияния внешней среды на проводник может различаться.

Уменьшенное сечение кабеля

Планируя, как рассчитать сечение кабеля по мощности, важно избегать намеренного уменьшения диаметра. Такой подход позволит исключить риски возникновения опасной для здоровья и жизни людей ситуации. Если сечение занижено, происходит постоянный перегрев проводника из-за высокой плотности тока.

В подобных случаях слой изоляции провода ВБбШв 4х70 либо проводника другого типоразмера быстро разрушается, что приводит к короткому замыканию. Это может привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования, возгоранию, электротравмам обслуживающего персонала. Если для ВБбШв 4х240 установлено устройство автоотключения, оно будет регулярно срабатывать по причине перегрузки, что создаст определенные неудобства в работе.

Увеличенное сечение кабеля

Цены на кабельно-проводниковую продукцию существенно отличаются в зависимости от характеристик модели, и сечение играет не последнюю роль. Зная, как подобрать кабель по мощности, можно избежать чрезмерных расходов. У моделей с большим сечением жил цена выше, поэтому при обустройстве проводки в квартире или других объектах следует объективно оценивать свои текущие и потенциальные потребности.

В ряде случаев, если возникает вопрос, как выбрать сечение кабеля по мощности, целесообразно проводить монтаж проводки с определенным запасом. Это обойдется дороже, но зато при увеличении нагрузки на сеть вы не будете испытывать проблем.

При использовании проводника большего сечения, если установить автоматическое отключение, произойдет перегрузка следующих линий и не сработает свой автовыключатель.

Проведение расчетов

Перед началом монтажных работ необходимо ознакомиться, как рассчитать сечение кабеля по нагрузке, чтобы выбрать проводник с определенной мощностью. Ее значение не должно быть меньше, чем у подключаемого к сети оборудования. Существует три основных метода проведения расчета:

Расчет по мощности

Проще всего выяснить, как подобрать сечение кабеля по мощности. В этом случае нас интересует суммарная нагрузка на вводный кабель. Для начала необходимо определить и суммировать показатели мощности токопотребляющих устройств. Эта информация указана на корпусе прибора или в техпаспорте к нему.

После суммирования общую мощность умножают на 0,75. Этот коэффициент применяется, поскольку все существующие на объекте устройства обычно не подключаются к сети одновременно. Также при расчетах необходимо сделать поправку на потери напряжения в питающей сети. Сделать окончательный выбор в пользу АСБл-10 3х240 или другого типоразмера вам поможет специальная таблица, где указаны расчеты сечения кабелей с разным количеством жил при прокладке по воздуху или в земле.

Расчет диаметра по току

Многих мастеров интересует, как рассчитать сечение кабеля по току. Этот метод дает более точные результаты, чем предыдущий. Расчет диаметра по токовой нагрузке учитывает проходящий через проводник ток.

Для однофазной сети используют формулу: I = P/(U ∙cosφ)

P — мощность нагрузки, U — напряжение сети (220 В).

Также необходимо учесть условия электромонтажа, прибавить к активной токовой нагрузке 5 А, чтобы исключить возможную перегрузку при включении дополнительных приборов. Если вы не уверены, что расчет вручную проведен верно, стоит воспользоваться специальным онлайн-калькулятором для определения сечения кабеля.

При расчете по току также учитывается температура нагрева проводника при прохождении тока. У ВВГнг-LS 3х1.5 и проводов других типоразмеров имеется предельно допустимая температура разогрева жил, которая зависит от типа провода, материала изготовления изоляции, способа монтажа. Как правило, температура при нормальной работе составляет 70 °С, в аварийном режиме – 80 °С, при коротком замыкании – 120 °С.

При нагревании кабеля происходит отвод тепла наружу, чтобы исключить перегрев. В этом отношении многое зависит от окружающей среды, ее состава и влажности. При прокладке по воздуху и в грунте показатели будут существенно различаться.

Например, при подземной прокладке сети для увеличения тепловой проводимости грунта траншею засыпают глиной. Если провода проложены по воздуху, его теплопроводность низкая, поэтому нагрузку по току следует уменьшить.

Еще один важный нюанс – ухудшение свойств изоляции кабеля ВВГнг-LS 3х2.5 и других типов, что обусловлено постепенным высыханием изоляционного слоя.

Расчет по длине

Вопрос о том, как рассчитать сечение кабеля по длине, также очень важен. Это обусловлено падением напряжения в сети, поскольку часть энергии тратится на нагрев. Из-за тепловых потерь к потребителю ее попадает меньше, чем было в начале линии.

Таким образом, проводник нужно выбирать не только по сечению жил, но и с учетом расстояния, на которое планируется передавать напряжение. Чем больше активные нагрузки, тем больше тока протекает через кабель, но и теплопотери также возрастут.

Если напряжение снижается, это сразу сказывается на работе токопотребляющих приборов, расположенных дальше остальных. Например, если речь идет об осветительных устройствах, то сразу станет заметно, что лампочки, расположенные далеко от блока питания, горят тускло, что в целом ухудшает качество освещенности объекта.

Избежать подобных проблем поможет грамотный расчет сечения проводов по длине. В первую очередь необходимо учесть потребности в энергии потребителя, находящегося на самом удаленном участке, который в формуле обозначается буквой L.

Необходимо рассчитать, каковы потери напряжения на участке L. Расчет выполняют по следующей формуле:
∆U = (Pr + Qx)L/U,

где P и Q — активная и реактивная мощность, r и x — активное и реактивное сопротивление участка L, а U — номинальная величина напряжения, при котором достигается нормальная работа оборудования.

Допустимые значения ∆U для нормальной работы силовых цепей и систем освещения жилых помещений не должны быть больше ±5 %. Для освещения промышленных сооружений и общественных зданий этот показатель составляет от +5 % до -2,5 %.

Подключение оборудования

При обустройстве силовой сети потребители могут подключаться к ней разными способами. Можно равномерно распределить нагрузки по линии или создать подключение в конце сети. Также может использоваться такой вариант, как обустройство двух линий, одна из которых обладает равномерно распределенными нагрузками и подключается к другой.

Как самостоятельно рассчитать сечение кабеля по мощности?

Во всех странах Европы и СНГ принята стандартизация кабелей по площади поперечного сечения. Регуляция этих параметров выполняется согласно соответствующего ПЭУ, или, как называют еще этот норматив, «Правила устройства электроустановок». Выбор нужного сечения кабеля по допустимым параметрам тока осуществляется посредством специальных таблиц.

Расчеты «на глаз» являются неправильными и грозят нарушением техники безопасности, что может спровоцировать КЗ, пробои в проводке и т.п. Данный показатель может существенно отличаться для каждого отдельного жилья, в зависимости от количества установленных там потребителей электропитания, их мощности. Отсутствие правильного предварительного расчета перед монтажом проводки может обернуться дорогостоящим ремонтом квартиры или электросети, угрозой жизни людям.

Для чего нужен расчет сечения кабеля?

Правильный выбор сечения электрического кабеля позволит смонтировать проводку таким образом, чтобы жители квартиры были в безопасности, как и их имущество. В погоне за экономией многие выбираются для разводки по квартире кабеля меньшей толщины или нужной, только вместо медной сердцевины останавливаются на алюминиевой.

Это приводит к таким последствиям:

  • Прохождение токов большой мощности по несоответствующему кабелю приводит к его нагреванию, что разрушает изоляцию или просто перегорает, оставляя слабую цепь без питания.
  • В некоторых случаях резкие скачки электричества способны настолько разогреть металл проводов, что возникает возгорание за счет термического воздействия на окружающие воспламеняющиеся объекты, например, обои, вагонку или другие покрытия стены.
  • С повышением температуры кабеля в цепи растет сопротивление, что провоцирует изменения вольтамперных характеристик участка электропитания, для многих приборов такое «соседство» чревато поломками.
  • Разрушенная изоляция оголяет провод, который для человека может быть опасным при контакте с ним, уберечься достаточно сложно, если место дефекта неизвестно.
  • Найти проблемный сегмент проводки, вмурованной в стену, достаточно сложно, что в некоторых случаях требует замены проводки по всей длине от источника к проблемному месту. В конечном итоге выливается в крупную сумму, поскольку необходимо заплатить за работу электрика, купить новый, но уже с нормальными характеристиками, кабель, произвести ремонтные работы по ходу залегания провода.

Очевидно, что экономия на организации электросети в доме – это не лучший вариант сохранения своих средств. Тем более, что помимо финансовых затрат на ремонт проводки и квартиры в местах ее демонтажа, есть риск здоровью и всему имуществу. Пожаро- и электробезопасность является приоритетным правилом.

Чтобы правильно подобрать нужный кабель, необходимо выполнить следующие предварительные расчеты:

  • Посчитать, для каждого помещения общее число установленных электроприборов.
  • Для каждой точки подключения к электросети рассчитать рабочую суммарную нагрузку.

ПРИМЕР: К первой розетке будет подключаться вытяжка мощностью 500 Вт, электроплита на 5 кВт и посудомоечная машина 2 кВт. От второй розетки питается холодильник 800 Вт, микроволновая печь на 1,5 кВт и электрочайник на 2 кВт. Тогда суммарная нагрузка на первую точку составит 7,5 кВт, а на другую – 4,3 кВт, таким образом, на кухню будет идти нагрузка на 11,8 кВт. Это без учета светильника, поэтому всегда необходимо делать запас минимум на 20-30%, чтобы не только обезопасить себя, но и иметь возможность в будущем добавить какой-то электроприбор и не заставлять работать проводку на своем экстремальном пороге.

Выбрав материал проводника (алюминий или медь), необходимо произвести расчет нужного сечения в соответствии с полученной величиной нагрузки на отдельное помещение.

Все зависит от того, как будет организовываться сеть, предусмотрен электрораспределительный считок с разводкой по потребителям, точки планируется соединять параллельно или последовательно.

ВАЖНО: Электропроводимость меди больше, чем алюминия, поэтому провода из этих материалов одинакового сечения не будут давать равный результат при расчете по мощности, что необходимо учитывать.

Что влияет на нагрев проводов?

Причина перегрева проводки может крыться в разных проблемах сети, поэтому для правильного расчета необходимо знать основные «слабые места» кабелей, из-за которых у них поднимается температура. При прохождении тока по металлу, материал нагревается всегда, однако снижение этого параметра достигается разными методами.

Провода греются, в зависимости от:

  • Качество и материал изоляционного покрытия не соответствуют требуемым параметрам. Низкокачественный диэлектрический материал оболочек кабелей легко подвергается разрушению от термического воздействия при прямом контакте, проводя тепло лучше.
  • Какой способ укладки проводки использовался. Для открытых проводов показатель нагрева гораздо ниже, чем для плотно «упакованных» в закрытую пластиковую трубу.
  • Тип жил в кабеле. Различают многожильные и одножильные. Разница заключается в том, что одинакового сечения моножильная проводка способна выдержать большую силу тока, чем несколько более тонких проводков, хотя многожильный кабель более гибкий и удобный для монтажа.
  • Материал сердцевины. Величина нагрева зависит от физических качеств металла. Медь обладает более низким сопротивлением, чем алюминий, поэтому меньше греется и может передавать токи более высокого напряжения и силы при одинаковом сечении.
  • Площадь поперечного сечения кабеля. Все изучали в школе скин-эффект – течение электрического тока по поверхности проводника. Чем больше площадь сечения – тем больше площадь поверхности, по которой передается электричество, поэтому толстые провода способны передавать значительные нагрузки, а тонкие при таких показателях просто перегорают.

Устройство кабеля

Для лучшего понимания процесса расчета проводника по сечению в зависимости от мощности потребляемого тока, необходимо понимать суть процесса передачи электричества. Для наглядности лучше представить несколько тонких водопроводных труб, которые необходимо располагать по окружности параллельно друг другу.

Чем шире эта окружность, тем большее количество таких труб поместится при плотном расположении. Напор на выходе крупной систем будет гораздо больше, чем у маленькой. С электричеством также, в силу того, что ток течет по поверхности проводника, толстые кабели смогут поддерживать большие нагрузки.

Неправильное вычисление сечения по мощности выполняется, когда:

  • Токоведущая жила слишком широкая. Затраты на проводку возрастают существенно, нерационально используется ресурс кабеля.
  • Ширина токоведущего канала меньше необходимой. Плотность тока возрастает, нагревая проводник и изоляцию, что приводит к утечке электричества и образованию «слабых мест» на кабеле, повышая пожароопасность проводки.

В первом случае для жизни опасности нет, но неоправданно высокие затраты на материал.

Простой способ

Формула мощности заключается в вычислении посредством умножения напряжения в проводнике на силу протекающего тока. Бытовая сеть рассчитана на напряжение 220 В, поэтому для определения сечения кабеля необходимо знать мощность и силу тока в цепи. После расчета предполагаемой нагрузки и силы тока по таблицам ПЭУ находится размер кабеля. Этот расчет подходит для розеток.

Для питания осветительных приборов, которые подключаются к отдельному выходу с распределителя, традиционно берется кабель сечением 1,5 кв. мм. Если розетки будут использоваться для питания нескольких мощных приборов, например, телевизора или фена, то нужно правильно распределять нагрузку, соотнося ее с диаметром провода согласно показателям мощности потребителей. При отсутствии возможности разбития розеточных групп рекомендуется приобретать медный кабель с сечением 6 кв. мм.

Площадь сечения и диаметр

Определить площадь сечения кабеля проще всего по диаметру сердцевины. Диаметр измеряется в мм, а площадь – в кв. мм. Согласно этим показателям можно найти в таблице допустимую мощность по типу и размеру провода. При отсутствии данных о диаметре проводки, площадь находится по такой формуле:

S = 3,14 * D2 / 4 = 0,785D2,
где:
S – площадь поперечного сечения кабеля;
D – значение диаметра.

Если форма сердцевины проводника квадратная или прямоугольная, то сечение вычисляется умножением ширины на длину, как площадь прямоугольника.

Выбор сечения проводника

Критерии соответствия сечения выбранных проводников:

  1. Конфигурация электрощита. Питание всех имеющихся потребителей от одного автоматического выключателя создаст непосильную нагрузку на него, что провоцирует нагрев клемм и регулярное срабатывание. Для устранения проблемы рекомендуется разделить на несколько групп электропроводку с отдельным выключателем в щитке.
  2. Тип используемого кабеля. Медный провод более дорогой и качественный, но правильный расчет алюминиевой проводки позволит собрать нужную конфигурацию с меньшими затратами.
  3. Длина проводника. Является главным критерием для кабелей из алюминия. При большом метраже наблюдаются существенные потери электричества в сети, поэтому следует делать большую прибавку запаса. Для меди при скрытом монтаже достаточно прибавки в размере 20-30 %.

Точный расчет сечения кабеля должен производиться с учетом таких показателей:

  • Тип и вид изоляции.
  • Длина участков и их конфигурация.
  • Вариант и способ прокладки (наружная или скрытая).
  • Температурный режим помещения.
  • Процент и уровень влажности в комнате.
  • Максимально допустимый перегрев.
  • Разница показателей мощности потребителей, подключаемых к одной розетке.

Существуют нижние границы размера сечения кабеля для разных участков бытовой электросети:

  • Для розеток нужен провод с сечением не меньше 3,5 кв. мм.
  • Подключение элементов освещения питаются от проводки не тоньше 1,5 кв. мм.
  • Питание оборудования с повышенной мощностью требует кабеля с сечением от 4-6 кв. мм.

Это правило действует при разграничении групп потребителей по мощности в электрощите для повышения защиты оборудования, безопасности всей системы.

Расчет на основе нагрузки

Процесс расчета примерного сечения нужной проводки для квартиры можно произвести самостоятельно, сделать это не сложно. Однако все работы по устройству электросети в помещении следует доверять опытным специалистам.

Расчет поперечного сечения проводника производится в следующем порядке:

  1. Все приборы, которые находятся в помещении и питаются от электросети, подсчитываются и заносятся в список.
  2. Согласно имеющимся у приборов паспортам, записывается напротив каждого устройства значение номинальной мощности.
  3. Определяется продолжительность подключения каждого прибора при одновременной работе, также вносится в список.
  4. Рассчитывается поправочный коэффициент, который зависит от времени работы в сутки и вычисляется в процентном соотношении к 24 часам, записывается напротив каждого прибора.
  5. После умножения номинальной мощности оборудования на поправочный коэффициент, производится суммирование всех полученных значений приборов списка.
  6. Полученное значение необходимо найти в специальной таблице, в зависимости от выбранного материала проводки, прибавить к нему примерно 15 % «про запас».

ВАЖНО: Полученные цифры, как и указанные в паспорте устройств данные по номинальной мощности, являются усредненными показателями, поэтому следует прибавить еще 5 % к этим значениям.

Существует очень распространенное заблуждение о возможности монтажа проводки с различным диаметром сердцевины, в зависимости от потребителя. Это может привести к возгоранию (редко, но случается), разрушению изоляционного слоя, короткому замыканию, поскольку в одном помещении пущенная от одного распределителя электрика будет разрушительно действовать на несоответствующие по мощности светильники или другие мелкие потребители, запитанные на тонкие кабели. Такая ситуация не редкая для подключения нескольких электроприборов к одной точке, например, стиральной машины, кофеварки и мультиварки.

Особенности расчета мощности скрытой проводки

После произведения подсчета мощности для отдельного помещения или группы потребителей, следует провести вычисление силы тока в бытовой сети с напряжением 220 В. Для этого существует формула:

I = (P1 + P2 + … + Pn) / U220,
где:
I – искомая сила тока;
P1 … Pn – мощность каждого потребителя по списку – от первого до n-ого;
U220 – напряжение в сети, в нашем случае это 220 В.

Формула расчета для трехфазной сети с напряжением 380 В выглядит так:

I = (P1 + P2 + …. + Pn) / √3 / U380
где:
U380 – напряжение в трехфазной сети, равное 380 В.

Сила тока I, полученная в расчетах измеряется в Амперах, обозначается А.

Таблицы составляются согласно показателю пропускной способности металла в проводнике. Для меди это значение равно 10 А на 1 мм, для алюминия – 8 А на 1 мм.

Определить сечение согласно пропускной способности следует по такой формуле:

S = I / Z,
где:
Z – пропускная способность кабеля.

ПРИМЕР: Сеть бытовая с напряжением 220 В. Для кухни требуется рассчитать сечение проводника при учете подключения потребителей с общей мощностью 5 кВт.
I = (P1 + P2 + …. + Pn) / U220 = Pобщ / U220 = 5 000 / 220 = 22,73 ≈ 23 (А)
Для расчета запаса следует воспользоваться правилом «5 А», что означает к полученному значению прибавить еще 5 Ампер:
I = 23 + 5 = 28 (А)
Учитывая монтаж проводки с использованием трехжильных кабелей, по таблице для полученного значения тока минимальная площадь сечения провода будет равной 3 кв. мм.

Таблица соотношения величины тока и минимального сечения кабеля

Сечение сердцевины проводника, кв. мм

Сила тока в проводниках, положенных в одной трубе, А

Сила тока в кабеле, положенном открытым способом, А
один 3-жильный один 2-жильный четыре 1-жильных три 1-жильных два 1-жильных
0,5 11
0,75 15
1 14 15 14 15 16 17
1,2 14,5 16 15 16 18 20
1,5 15 18 16 17 19 23
2 19 23 20 22 24 26
2,5 21 25 25 25 27 30
3 24 28 26 28 32 34
4 27 32 30 35 38 41
5 31 37 34 39 42 46
6 34 40 40 42 46 50
8 43 48 46 51 54 62
10 50 55 50 60 70 80
16 70 80 75 80 85 100
25 85 100 90 100 115 140
35 100 125 115 125 135 170
50 135 160 150 170 185 215
70 175 195 185 210 225 270
95 215 245 225 255 275 330
120 250 295 260 290 315 385
150 330 360 440
185 510
240 605
300 695
400 830

Таблица мощности, тока и сечения медных проводов

Согласно ПЭУ, допускается расчет сечения проводника в зависимости мощности потребителей. Для медного сердечника кабеля приведены в таблице вычисления для сети с напряжением 380 В и 220 В.

Сечение сердцевины проводника, кв. мм

Медные сердцевины кабелей

Напряжение сети 380 В Напряжение сети 220 В
Мощность, Вт Сила тока, А Мощность, Вт Сила тока, А
1,5 10,5 16 4,1 19
2,5 16,5 25 5,9 27
4 19,8 30 8,3 38
6 26,4 40 10,1 46
10 33 50 15,4 70
16 49,5 75 18,7 80
25 59,4 90 25,3 115
35 75,9 115 29,7 135
50 95,7 145 38,5 175
70 118,8 180 47,3 215
95 145,2 220 57,2 265
120 171,6 260 66 300

Согласно данному документу, в жилых зданиях рекомендуется прокладывать кабеля с медными жилами. Для обеспечения питания инженерного оборудования некоторых типов допускается посредством алюминиевой проводки с минимальным сечением не менее 2,5 кв. мм.

Таблица мощности, тока и сечения алюминиевых проводов

Согласно данным таблицы, для определения сечения алюминиевой сердцевины проводки следует учитывать такие поправочные коэффициенты: согласно расположению (в земле, скрыто, открыто), по температурному режиму, в зависимости от влажности и т.п. В приведенной ниже таблицы расчеты верны для проводов с резиновой или пластмассовой изоляцией марок АППВ, ВВГ, АВВГ, ВПП, ППВ, ПВС, ВВП и др. Кабели с бумажным экранированием или без изоляции должны рассчитываться по соответствующим их типу таблицам.

Сечение сердцевины проводника, кв. мм

Медные сердцевины кабелей

Напряжение сети 380 В Напряжение сети 220 В
Мощность, Вт Сила тока, А Мощность, Вт Сила тока, А
2,5 12,5 19 4,4 22
4 15,1 23 6,1 28
6 19,8 30 7,9 36
10 25,7 39 11 50
16 36,3 55 13,2 60
25 46,2 70 18,7 85
35 56,1 85 22 100
50 72,6 110 29,7 135
70 92,4 140 36,3 165
95 112,2 170 44 200
120 132 200 50,6 230

Длина и сечение

Из полученного значения расчетов по сечению кабеля нужно определять допустимую длину электропроводки. Это особенно актуально при создании удлинителей. Точные значения, которые получаются в расчетах, дополнительно следует увеличивать на 15 см (коммутационный запас для обжима, сварки или пайки). Эта операция особенно важна для участков с большими дополнительными нагрузками при эксплуатации электросети.

Для бытового вычисления используется следующая формула:

I = P / U * cosφ,
где:
Р – мощность потребителей, Вт;
I – сила тока, А;
U – напряжение электросети, В;
сosφ = 1 – поправочный коэффициент поправки по фазе.

Плотность тока

Для медного кабеля с сечением сердечника 1 кв. мм среднее значение этого показателя варьируется в пределах от 6 до 10 А. По медной проводке с сечением 1 кв. мм может протекать ток, силой 6-10 А без перегрева или оплавления изоляционного покрытия. По стандартам ПЭУ, прибавляется 40 % запаса для защиты от возможного перегрева оболочек.

Нижняя граница в 6 А позволяет использовать проводку без ограничений по времени, верхняя, в 10 А – это допустимые значения кратковременных нагрузок на сеть. Возрастание силы тока до значения 12 А (большего за верхнюю границу для выбранного сечения) ведет к увеличению плотности тока, ее перегреву с последующим оплавлением защитной оболочки.

Заключение

Самостоятельный расчет толщины требуемого для проводки кабеля легко осуществляется без посторонней помощи. Если в помещении есть распределительных щиток с разведением потребителей по группам мощности, а также нет каких-то особых сложных систем в монтаже, то ремонтные работы можно произвести без привлечения специалистов. Однако наличие повышенных показателей температурного режима, влажности или подведения электричества от одного автоматического выключателя требует помощи профессионалов.

Простые расчеты для протягивания кабеля

Даже если ваша бригада приняла все необходимые меры предосторожности при раскладке кабеля и обращении с катушками, натяжение кабеля все равно может испортиться, если вы повредите внешнюю изоляцию кабеля во время процесса. Однако с помощью нескольких вычислений и практических знаний арифметики вы можете предотвратить проблемы в недавно включенных фидерах, рассчитав максимально допустимое растягивающее усилие для любой установки — и вам даже не нужно знать расчет.

Помимо математических навыков, вам необходимо знать следующие параметры установки:

  • Размер дорожки качения
  • Конфигурация кабеля
  • Поправочный коэффициент для веса кабеля
  • Заклинивающий потенциал
  • Зазор между проводниками
  • Давление на боковую стенку

Теперь давайте посмотрим, как эти факторы применяются в примере расчета растягивающего усилия.

Рис. 1. Схема предлагаемой фидерной установки 15кВ.


Образец установки питателя

Предположим, вы участвуете в проекте по проектированию / строительству бумажной фабрики, и вашему клиенту требуется питатель на 400 А, 15 кВ для работы, как показано на Рис. 1 (справа). Заказчик потребовал, чтобы все питатели на объекте были выдвижными и выполнены из жесткой оцинкованной стали (GRS). Заказчик также оговорил использование одножильных кабелей среднего напряжения 90 ° C с заземленной нейтралью с ленточным экраном; Изоляция из сшитого полиэтилена; и комбинезон из ПВХ. После обращения к таблице 310.73 NEC, установите размер питателя на 500 тыс. Куб. Имея эти требования под рукой, обратитесь к производителю кабеля, и вы обнаружите, что необходимый вам кабель среднего напряжения имеет внешний диаметр (d) 1,60 дюйма и вес 2,2 фунта / фут.

Пришло время определить размер трубы. В таблице 1 главы 9 NEC указано, что допустимый процент заполнения проводника составляет 40%. Вы можете рассчитать общую площадь трех кабелей среднего напряжения, используя следующее уравнение:

Площадь = 3 x (pi ÷ 4) x d 2
Площадь = 3 x.785 x 1,60 2
Площадь = 6,03 кв. Дюйма

В этой ситуации таблица 4 (Жесткий металлический кабелепровод) в главе 9 NEC требует 5-дюймового. канал. Такой размер кабелепровода позволит вам проскользнуть ниже допустимого процента заполнения проводника на 10%.

Рис. 2. Количество одножильных кабелей одинакового веса и диаметра, а также отношение внутреннего диаметра дорожки качения к внешнему диаметру проводника определяют геометрические положения, в которых располагаются кабели.


Позиция имеет значение

Это может показаться неважным, но геометрическое положение каждого кабеля ( Рис. 2 справа) оказывает уникальное влияние на величину силы трения или сопротивления, которое проводят проводники во время протяжки. Кроме того, расположение влияет на весовой коэффициент. Используя отношение внутреннего диаметра дорожки качения (D) к внешнему диаметру проводника (d), вы можете определить, какое геометрическое положение вы можете ожидать увидеть.

Хотя положение одного кабеля легко предсказать (см. Вариант А на рис. 2), другие положения не так очевидны:

  • Треугольный (вариант B на рис. 2): это происходит, когда вы вытаскиваете три отдельных проводника из трех отдельных катушек, и их отношение D / d меньше 2,5. Если вы вытащите отдельные тройные проводники с одной катушки, они также будут сидеть в этом положении.
  • Подставка (вариант C на рис. 2): это положение может возникнуть, когда вы вытаскиваете три отдельных проводника с трех отдельных катушек, и их отношение D / d находится в пределах 2.5 и 3.0. Это положение наименее благоприятно, поскольку оно дает наихудший сценарий сопротивления во время тяги.
  • Diamond (вариант D на рис. 2): это положение возникает, когда вы вытаскиваете четыре отдельных проводника с четырех отдельных катушек, и их отношение D / d меньше 3,0. Если вы вытащите четыре отдельных проводника с одной катушки, многожильный кабель также будет находиться в этом положении.

Чтобы определить, как проводники будут сидеть в кабелепроводе, обратитесь к Таблице 4 для определения внутреннего диаметра (D) 5-дюймового.Кабелепровод GRS, который составляет 5,07 дюйма. Используйте отношение внутреннего диаметра кабелепровода (D) к внешнему диаметру кабеля (d), чтобы определить, как отдельные проводники будут сидеть в канале. В данном случае это соотношение:

D ÷ d
5. 07in. ÷ 1,60 дюйма
= 3,17

Поскольку это соотношение приводит к числу, превышающему 3,0, отдельные проводники будут располагаться в кабелепроводе в виде опоры.

Проводники «весят» больше, чем вы думаете

Теперь, когда вы знаете расположение кабеля, необходимо определить, как вес проводников повлияет на тягу.

Коэффициент коррекции веса важен, потому что, когда вы протягиваете два или более проводов по дорожке качения, сумма сил, возникающих между проводниками и дорожкой качения, всегда больше, чем сумма весов отдельных проводников.

Таблица 1. Уравнения весовых поправочных коэффициентов.


Уравнения в таблице Таблица 1 (справа) для определения поправочного коэффициента веса для конкретных установок основаны на внутреннем диаметре дорожки качения и внешнем диаметре проводника.

Если у вас есть три одиночных проводника одинакового диаметра и веса (что является наиболее распространенным сценарием), вы можете ожидать более высокий весовой коэффициент для положения подставки, чем для треугольного положения. Что это значит для тебя? Это означает, что вы должны предположить, что проводники будут сидеть в положении опоры (если вы не вытягиваете тройные отдельные проводники с одной катушки), потому что это приведет к более высокому и более консервативному расчету растягивающего усилия. Используйте следующее уравнение, чтобы найти поправочный коэффициент веса:

W = 1 + {(4 ÷ 3) x [d ÷ (D-d) 2 }
W = 1 + {(4 ÷ 3) x [160 ÷ (3.47) 2 }
W = 1,28

Не зажимайте эти кабели

При выборе размера вашей системы кабельных каналов всегда следует учитывать возможность заклинивания или заклинивания кабелей. Обычно это происходит, когда у вас есть три или более отдельных проводника, лежащих бок о бок в одной плоскости. Когда вы протягиваете проводники через изгиб, кривизна изгиба стремится сжимать проводники вместе.

Однако, если вы протягиваете одно- или двухжильный кабель, многожильный кабель с общей оболочкой или многожильный кабель без оболочки, состоящий из тройного или четырехжильного проводника, вам, вероятно, не нужно беспокоиться о защемлении.

Используйте следующую формулу для определения вероятности заклинивания. Используйте внутренний диаметр дорожки качения и внешний диаметр отдельного проводника:

.

1.05 х (D ÷ d)

Постоянный коэффициент 1,05 отражает тот факт, что изгибы на самом деле имеют овальную форму в разрезе.

  • Если значение меньше 2,5, проблем с заклиниванием не будет.
  • Если значение меньше 3,0, но больше 2,8, очень возможно заклинивание.
  • Если значение больше 3,0, проблемы с заклиниванием не возникнут.

Примечание : Не допускайте заклинивания от 2,8 до 3,2 для силовых кабелей из экструдированного диэлектрика типа MV.

Используя значения внутреннего диаметра дорожки качения и внешнего диаметра отдельного проводника из примера, вы получите следующее значение:

1,05 x (D ÷ d)
1,05 x (5,07 дюйма ÷ 1,60 дюйма)
= 3,33

Потому что это вычисление дает число больше 3.0, у вас, вероятно, не будет проблемы с глухим.

Проводникам тоже нужен запас по высоте

Не забывайте, что у вас также должен быть достаточный зазор между самым верхним проводником и верхней частью дорожки качения для обеспечения безопасного и легкого натяжения. Для прямой тяги у вас может быть зазор всего дюйма, и вы при этом будете в безопасности. Для более сложных вытяжек у вас должно быть от ½ дюйма до 1 дюйма

Таблица 2. Уравнения зазора.


Воспользуйтесь уравнениями из Таблица 2 (справа) на стр. 42 (которые основаны на наихудших сценариях), чтобы найти безопасный зазор для данной кабельной дорожки и положения кабеля.Обратите внимание, что эти уравнения включают увеличение на 5% (коэффициент 1,05) для компенсации отклонений в диаметрах кабелей и дорожек качения, а также овальной формы секций дорожек качения на изгибах. Однако, поскольку проводники в данном примере будут находиться в положении подставки, вам не нужно будет проверять , а не на зазор.

Таблица 3. Коэффициенты трения конфигураций дорожки качения / кабеля.


Расчет тягового усилия

Теперь, когда вы проверили большинство факторов, влияющих на протягивание кабеля, пора приступить к расчету растягивающего натяжения, используя следующее уравнение:

T = Д x Ш x Ш x Ш

где T — общее натяжение при растяжении (фунты), L — длина (футы) кабельного фидера, который вы протягиваете, w — общий вес (фунт / фут) проводов, f — коэффициент трения (обычно 0 .5 для условий с хорошей смазкой), а W — коэффициент поправки на вес. (См. , Таблицу 3 , где указаны коэффициенты трения для различных конфигураций дорожки качения / кабеля.)

Таблица 4. Множители натяжения для различных радиусов изгиба. Примечание. Эти множители основаны на коэффициенте трения 0,5. Если коэффициент трения равен 1,0, вы должны возвести множитель в квадрат. Если коэффициент трения составляет 0,75, вы должны поднять множитель в 1 1/2 степени.


Предполагая, что вы тянете из точки A в точку H, вы должны начинать расчет по частям.См. Таблица 4 для значений множителя изгиба:

Шаг 1: T A-B = 10 футов x 6,6 фунта / фут x 0,5 x 1,28
T A-B = 42 фунта

Шаг 2: T A-C = T A-B Множитель изгиба 90 °
T A-C = 42 фунта x 2,2
T A-C = 92 фунта

Шаг 3: T C-D = 75 футов x 6,6 фунт / фут x 0,5 x 1,28
T C-D = 317 фунтов

Шаг 4: T A-D = T A-C + T C-D
T A-D = 92 фунта + 317 фунтов
T A-D = 409 фунтов

Шаг 5: T A-E = T A-D множитель изгиба на 90 °
T A-E = 409 фунтов x 2.2
T A-E = 900 фунтов

Шаг 6: T E-F = 635 футов x 6,6 фунта / фут x 0,5 x 1,28
T E-F = 2682 фунта

Шаг 7: T A-F = T A-E + T E-F
T A-F = 900 фунтов + 2682 фунта
T A-F = 3582 фунтов

Шаг 8: T A-G = T A-F множитель изгиба на 90 °
T A-G = 3582 фунта x 2,2
T A-G = 7880 фунтов

Шаг 9: T G-H = 30 футов x 6. 6 фунтов / фут x 0,5 x 1,28
T G-H = 127 фунтов

Шаг 10: T A-H = 7880 фунтов + 127 фунтов
T A-H = 8007 фунтов

Основываясь на правильных расчетах, вам понадобится приблизительно 8000 фунтов растягивающего усилия, чтобы протянуть проводники 15 кВ, но вы еще не закончили.

Кабели чувствительны к давлению на их стенки

Последним этапом процесса протяжки кабеля является определение того, повлияет ли растягивающее натяжение на предел давления подшипника на боковой стенке проводника.Когда вы протягиваете кабель или отдельные проводники через изгиб дорожки качения или вокруг шкива, между кабелем или стенкой проводника и изгибом или шкивом возникает давление подшипника на боковую стенку (SWBP).

Это давление оказывает очень сильное влияние на конструкцию системы кабельных каналов питателя, поскольку оно напрямую связано с радиусами изгибов, растягивающим натяжением и весом кабеля или проводов. В большинстве случаев вы можете опустить этот весовой коэффициент при расчете SWBP, потому что он относительно невелик по сравнению с растягивающим усилием.

Таблица 5. Боковина опорное давление (SWBP) уравнений.


Обычно SWBP выражается в единицах напряжения вне изгиба (фунты), деленного на радиус изгиба (футы). Расчетный результат — это единица силы на единицу длины. Используйте уравнения в Таблица 5 (справа), чтобы найти SWBP для различных конфигураций кабеля / кабельных каналов и изгибов с определенным радиусом. Если вы протягиваете многожильный кабель, используйте уравнение для одножильного кабеля.Из таблицы 5 видно, что по мере увеличения радиуса изгиба на SWBP уменьшается на . Кроме того, каждое уравнение определяет конкретный проводник в каждом положении проводника, который будет испытывать максимальную силу раздавливания:

  • Положение подставки: центральный провод.
  • Позиция ромба: самый нижний провод.
  • Треугольное положение: два нижних провода.

Треугольное положение: два нижних проводника.


Рекомендуемые пределы SWBP для различных типов и конструкций кабелей см. В Таблица 6 (справа). Эти ограничения можно использовать при проектировании системы дорожек качения. Например, если проект предусматривает протягивание трех одножильных проводников из сшитого полиэтилена 600 В вокруг изгиба, а расчет растягивающего натяжения дает значение 3600 фунтов, то минимальный радиус изгиба будет составлять 3600 фунтов, разделенных на 1200 фунтов / фут, или 3 фута. Убедитесь, что три изгиба на 90 ° имеют достаточный радиус, чтобы ограничить SWBP на проводниках до 750 фунтов.

Поскольку натяжение T A-C (92 фунта) относительно невелико, вы можете использовать стандартные отводы и не беспокоиться о превышении предела SWBP в 750 фунтов. Напряжение T A-G , однако, другое дело — совершенно необходимо, чтобы вы не превышали предел SWBP в 750 фунтов.

Используйте уравнение SWBP для положения с опорой и решите для радиуса (R):

SWBP = [(3W — 2) x T] ÷ 3R
750 = {[(3 x 1,28) — 2] x 7,880} ÷ 3R
R = 14,499 ÷ 2,250 = 6,44 фута

Это означает, что вам нужно согнуть кабель длиной 10 футов в трубку большого радиуса.(Вам понадобится дополнительная длина, чтобы компенсировать изгиб.)

Вытягивать кабель достаточно сложно, если вы знаете, что делаете, поэтому несоблюдение надлежащей процедуры может сделать работу намного более сложной, не говоря уже о бессмысленной, если ваши кормушки выйдут из строя вскоре после протяжки. Поскольку даже малейшие упущения в определении максимально допустимого тягового усилия могут вызвать проблемы в новых питателях, очень важно, чтобы вы выполнили правильные расчеты, чтобы работа была выполнена правильно с первого раза.

Как рассчитать нагрузку на субпанель

Для определения безопасной полной электрической нагрузки субпанели требуется несколько расчетов. Нагрузка схемы — это общая нагрузка, которую вы будете прикладывать к субпанели. Вам необходимо знать площадь в квадратных футах области, на которую вы подаете электроэнергию, а также тип электрических устройств и приборов, которые будут обслуживаться вспомогательной панелью. Расчет нагрузки для определения размеров субпанели также поможет вам найти правильную силу тока для автоматического выключателя субпанели и определить размер кабеля для фидерного кабеля, подающего питание на субпанель.

Расчет нагрузки NEC

Все расчеты субпанели, выключателя и фидера должны производиться в соответствии с местными электротехническими нормами. Большинство кодексов соответствуют Национальным электротехническим кодексам (NEC) и используют «Длинную форму» NEC для расчетов нагрузки. По сути, это форма, которая помогает подсчитать мощность или потребление электроэнергии устройствами и приборами в зоне, обслуживаемой субпанелью. Как только вы найдете общую мощность, вы разделите ее на 240 (вольт), чтобы найти минимальную силу тока, необходимую для дополнительной панели, ее выключателя и кабеля питания.

Зона покрытия субпанели

Первый расчет нагрузки включает сложение общей площади той части вашего дома (или другого здания), на которую субпанель будет подавать питание. Это простой способ определить нагрузку цепей общего освещения и розеток для данной местности. Измерьте длину и ширину каждой комнаты и умножьте их, чтобы найти квадратные метры комнаты. Сложите квадратные метры всех комнат, чтобы найти общий квадратный метр.Умножьте общую площадь в квадратных футах на 3 (Вт), чтобы завершить расчет.

Мощность прибора

Расчет нагрузки бытовой техники зависит от типа помещений, в которые вы подаете электроэнергию. Например, если субпанель будет поставлять реконструированную кухню, вам необходимо будет учесть как минимум две цепи для небольших электроприборов по 1500 Вт каждая. Другая категория приборов — это приборы, «закрепленные на месте», такие как посудомоечная машина, водонагреватель, диспенсер для пищевых продуктов или вентилятор на чердаке.

Мощность для больших приборов, таких как плиты, сушилки для одежды, электрические обогреватели или кондиционеры, обычно рассчитывается при минимальной указанной мощности (например, 5000 Вт для сушилки) или на паспортной табличке прибора, в зависимости от того, что больше.

После суммирования мощности всех устройств умножьте на 1, если фиксированных устройств меньше четырех; умножьте на 0,75, если есть четыре или более приборов. Сюда не входят электрические цепи для небольших бытовых приборов, которые представляют собой электрические розетки для подключения переносных приборов.

Наконец, возможно, вам придется добавить 25 процентов максимальной нагрузки двигателя к общей мощности (за некоторыми исключениями). Это дополнительная мощность, необходимая для увеличения нагрузки на большие двигатели при запуске.

Расчет мощности субпанели

Чтобы рассчитать требуемую мощность, необходимую для питания субпанели, умножьте общую мощность (из расчета площади в квадратных футах и ​​прибора) на 1,25, чтобы получить скорректированную нагрузку . Эта регулировка безопасности требуется Национальным электротехническим кодексом и обеспечивает буфер на падение напряжения в цепи питания. Падение напряжения — это потеря напряжения, которая возникает, когда электричество проходит по длинным отрезкам провода или кабеля.

Размер автоматического выключателя субпанели

Цепь, которая питает субпанель, должна быть защищена автоматическим выключателем соответствующего размера, чтобы предотвратить перегрев питающей проводки. Чтобы рассчитать размер выключателя, просто разделите отрегулированную мощность на 240 вольт, чтобы найти номинальную силу тока, необходимую для вашей вспомогательной панели. Часто результатом является нестандартный размер автоматического выключателя. и вы можете просто округлить до следующего большего размера прерывателя. Например, если расчетная нагрузка составляет 48 ампер, для защиты цепи следует использовать прерыватель на 50 ампер.Фидерные цепи, питающие субпанели, имеют напряжение 240 В и требуют двухполюсного автоматического выключателя.

Размеры проводки субпанели

Проводка, питающая субпанель, должна соответствовать или превышать номинальный размер автоматического выключателя, а не расчетную нагрузку субпанели. Это означает, что если автоматический выключатель рассчитан на 50 ампер, кабельная проводка фидера должна быть рассчитана на 50 ампер или более. Однако, если для подачи требуется большое расстояние, следует использовать провод следующего большего размера, чтобы учесть падение напряжения.Определите размер проводки с помощью таблицы размеров проводки, в которой перечислены типы и размеры проводов в зависимости от области применения. Используйте диаграмму только для первоначальной оценки. Опять же, вся конструкция системы должна соответствовать местным электрическим нормам.

Размер проводов для всех условий нагрузки

Время чтения: 18 минут.

Одна из наших основных обязанностей в торговле электроэнергией — это выбор электрических проводников, а одна из основных обязанностей инспекторов по электрике — правильно оценивать эти решения. Признавая важность этого вопроса, целевая группа, назначенная для рассмотрения статьи 220 NEC 2005 г., решила рекомендовать добавить новый Пример 3A в Приложение D, охватывающий эту тему. Он фокусируется не на расчетах нагрузки, а на выборе проводника. В отличие от большинства примеров, нагрузки предусмотрены, 1 контекст является промышленным, а распределение составляет 480 Y / 277 В. Предложение было одобрено Техническим комитетом по корреляции NEC и принято CMP-2 при условии комментариев общественности, как и все предложения.В этой статье используется установка, проиллюстрированная в предложенном примере (см. Рисунок 1 для наглядности), чтобы представить концепции, которые необходимо освоить. В этом примере предполагается, что концы проводов 75 ° C, а затем рассчитывается защита от перегрузки по току и размеры проводов, требуемые для двух 3-фазных 4-проводных фидеров, идущих в общем кабельном канале через канал доступа к инженерным сетям, который включает технологический пар, что приводит к температуре окружающей среды 35 ° C.

Фото 1. Автоматический выключатель на 20 А, обозначенный как допустимый для оконечной нагрузки 75 ° C

Средние и концы проводов требуют отдельных расчетов

Ключ к правильному выбору проводника — помнить, что конец проводника отличается от его середины.Для расчета сечения проводника применяются особые правила в зависимости от предполагаемого функционирования заделки. Совершенно другие правила направлены на то, чтобы проводники по всей своей длине не перегревались при преобладающих нагрузках и условиях использования. Эти два набора правил не имеют ничего общего друг с другом — они основаны на совершенно разных термодинамических соображениях. В некоторых расчетах чисто случайно используются одинаковые множители. Иногда требования к заделке обеспечивают самый большой проводник, а иногда — требования по предотвращению перегрева проводника.Вы не сможете сказать точно, пока не завершите все расчеты, а затем не проведете сравнение. Пока вы не привыкнете делать эти вычисления, делайте их на отдельных листах бумаги.

Ток всегда связан с теплом. Каждый проводник имеет некоторое сопротивление, и по мере увеличения тока вы увеличиваете количество тепла, при прочих равных условиях. Фактически, количество тепла быстро увеличивается на квадрат тока. Таблицы допустимой нагрузки в NEC по-другому отражают нагрев. Как выдержки из Таблицы 310.16, таблицы показывают, какой ток вы можете безопасно (то есть без перегрева изоляции) и непрерывно проводить через проводник при преобладающих условиях — что по сути является определением допустимой нагрузки в статье 100: «Ток в амперах, который проводник может непрерывно работать в условиях эксплуатации, не превышая его температурный допуск ».

Таблица 1. Таблица 310.16

Таблицы допустимой нагрузки показывают, как проводники реагируют на тепло. Таблицы пропускной способности (см. Таблицу 310.16, например) делают гораздо больше, чем описано в предыдущем абзаце. Они косвенно показывают значение тока, при котором проводник будет работать при определенной температуре или ниже ее. Помните, что нагрев проводника происходит из-за протекания тока через металл, имеющий заданную геометрию (как правило, длинный гибкий цилиндр заданного диаметра и металлического содержания). Другими словами, чтобы понять, насколько горячим будет проводник, вы можете игнорировать различные стили изоляции.В качестве обучающего инструмента давайте превратим это в «правило», а затем посмотрим, как NEC использует его: проводник, независимо от его типа изоляции, проходит при температуре, указанной в столбце допустимой токовой нагрузки, или ниже, когда после регулировки В условиях использования он пропускает ток, равный или меньший, чем предел допустимой нагрузки, указанный в этом столбце.

Например, проводник THHN 10 AWG при 90 ° C имеет допустимую нагрузку 40 ампер. Наше «правило» гласит, что когда медные проводники 10 AWG несут 40 ампер при нормальных условиях использования, они достигают установившейся температуры в наихудшем случае 90 ° C чуть ниже уровня изоляции.Между тем определение допустимой нагрузки говорит нам, что независимо от того, как долго сохраняется эта температура, она не повредит проводник. Однако это не относится к устройству. Если провод на коммутационном устройстве слишком долго нагревается, это может привести к потере состояния металлических деталей внутри, вызвать нестабильность неметаллических деталей и привести к ненадежной работе устройств максимального тока из-за смещения калибровки.

Ограничения прерывания для защиты устройств

Из-за риска перегрева устройств производители устанавливают пределы температуры для проводов, которые вы надеваете на их клеммы.Учтите, что соединение металл-металл, которое является надежным в электрическом смысле, вероятно, проводит тепло так же эффективно, как и ток. Если вы подключите провод 90 ° C к автоматическому выключателю, и проводник достигнет 90 ° C (почти точка кипения воды), внутренняя часть этого выключателя не будет намного ниже этой температуры. Ожидать, что этот выключатель будет надежно работать даже с прикрепленным к нему источником тепла 75 ° C, — это многого.

Рис. 1. Схема, предложенная для нового примера 3A для NEC

2005 г.

Испытательные лаборатории принимают во внимание уязвимость устройств к перегреву, и в течение многих, многих лет существуют ограничения, запрещающие использование проводов, которые могут вызвать перегрев устройства.Эти ограничения теперь появляются в NEC 110.14 (C). Меньшие по размеру устройства (как правило, 100 А и ниже или с условиями подключения для проводов сечением 1 AWG или меньше) исторически не предполагалось, что они будут работать с проводниками, рассчитанными на более 60 ° C, такими как тип TW. Для оборудования с более высоким номиналом предполагается наличие проводов 75 ° C, но, как правило, не выше для оборудования на 600 В и ниже. Это справедливо и сегодня для более крупного оборудования. (Оборудование среднего напряжения, более 600 вольт, имеет большие внутренние зазоры, и обычная поправка составляет 90 ° C на 110.40, но это оборудование выходит за рамки данной статьи.) Сегодня меньшее оборудование все чаще имеет рейтинг «60/75 ° C», что означает, что оно будет работать должным образом даже там, где размеры проводников соответствуют столбцу 75 ° C ( Таблица 310. 16).

Фотография 1 показывает маркировку «60/75 ° C» на автоматическом выключателе на 20 ампер, что означает, что его можно использовать с проводниками 75 ° C или с проводниками 90 ° C, используемыми в соответствии с столбцом допустимой токовой нагрузки 75 ° C. Как на щитке, так и на устройстве на другом конце проводника должны быть сделаны одинаковые поправки на допустимую температуру 75 ° C.В противном случае применяется столбец 60 ° C. Однако всегда помните, что проводники имеют два конца. Для успешного использования проводов меньшего диаметра (с большей допустимой нагрузкой) на другом конце устройства должна быть нанесена аналогичная маркировка. Обратитесь к рисунку 2 для примера работы этого принципа.

Соединения — это заделки. Не все заделки происходят на электрических устройствах или утилизационном оборудовании. Некоторые заделки происходят в середине участка, когда один проводник соединяется с другим. Та же проблема возникает, когда мы выполняем полевое соединение с шиной, которая проходит между оборудованием. Шины, обычно прямоугольные в поперечном сечении, часто используются для замены обычного провода в приложениях, требующих очень больших токов. Когда вы подключаетесь к одной из этих сборных шин (в отличие от сборной шины внутри панели) или от одного проводника к другому, вам нужно беспокоиться только о номинальной температуре компрессионных соединителей или других задействованных средств сращивания. Обратите внимание на отметку, например «AL9CU», на выступе. Это означает, что вы можете использовать его как с алюминиевыми, так и с медными проводниками при температуре до 90 ° C, но только там, где наконечник «установлен отдельно» (текст NEC).

Температурная маркировка наконечников обычно означает меньше, чем кажется. Многие контакторы, щитовые панели и т. Д. Имеют клеммные наконечники с маркировкой, указывающей на допустимую температуру 90 ° C. Игнорируйте эту маркировку, потому что выступы не устанавливаются отдельно. Примените обычные правила завершения работы для этого типа оборудования. Здесь происходит то, что производитель оборудования покупает наконечники у другого производителя, который не хочет запускать две производственные линии для одного и того же продукта. Проушина, которую вы устанавливаете на сборной шине и безопасно используете при 90 ° C, также работает, если она поставляется изготовителем вашего контактора.Но на контакторе вы не хотите, чтобы наконечник работал так сильно. Проушина не будет повреждена при 90 ° C, но оборудование, к которому она прикреплена, не будет работать должным образом.

Определение параметров защиты цепи для постоянно загружаемых устройств

NEC определяет непрерывную нагрузку как нагрузку, продолжающуюся три часа или дольше. Большинство бытовых нагрузок непостоянны, но многие коммерческие и промышленные нагрузки являются непрерывными. Рассмотрим, например, ряды люминесцентных ламп в магазине. Не многие магазины всегда открыты менее трех часов за раз.Хотя непрерывная нагрузка не влияет на допустимую нагрузку на проводник (определяемую, как мы видели, как постоянную допустимую нагрузку по току), она оказывает большое влияние на электрические устройства. Точно так же, как устройство будет подвергаться механическому воздействию со стороны источника тепла, прикрепленного к нему болтами, на него также действует механическое воздействие, когда через него постоянно проходит ток, близкий к его номинальной нагрузке. Чтобы не уменьшить тепловую нагрузку на устройство и не повлиять на его рабочие характеристики, NEC ограничивает подключенную нагрузку до не более 80 процентов от номинальной мощности цепи.Обратное значение 80 процентов составляет 125 процентов, и вы увидите, что ограничение указано в обоих направлениях. Ограничение продолжительной части нагрузки до 80 процентов от номинальной мощности устройства означает то же самое, что и указание на то, что устройство должно быть рассчитано на 125 процентов от продолжительной части нагрузки. Если у вас есть как непрерывная, так и непостоянная нагрузка в одной цепи, возьмите непрерывную часть на уровне 125 процентов, а затем добавьте прерывистую часть. Результат не должен превышать номинальных значений схемы.

Предположим, например, что нагрузка состоит из 51.6 ампер прерывистой нагрузки и 67,8 ампер непрерывной нагрузки (всего 119 ампер), как было предложено для примера 3A (рисунок 1) и показано только с основными элементами на рисунке 3. Мы будем использовать формат рисунка 3 в остальной части этого документа. статью, чтобы избежать путаницы, поскольку мы постепенно вводим усложняющие факторы, влияющие на эти расчеты. Рисунок 1 объединяет все аспекты процедуры расчета, и мы вернемся к нему в конце. А пока просто рассчитайте минимальную пропускную способность, которая нам необходима для нашего подключенного оборудования (не проводников), следующим образом:

Шаг 1:51.6 А x 1,00 = 51,6 А

Шаг 2: 67,8 A x 1,25 = 84,8 A

Шаг 3: Минимум = 136,4 A

Раздел 220.2 (B) позволяет отбрасывать незначительные доли ампера2. Устройство, такое как автоматический выключатель, которое будет выдерживать этот профиль нагрузки, должно иметь номинал не менее 136 ампер, даже если на самом деле через устройство проходит только 119 ампер. В случае устройств защиты от сверхтоков следующий более высокий стандартный размер будет составлять 150 ампер. В общем, для устройств защиты от сверхтоков, не превышающих 800 ампер, NEC позволяет округлить в большую сторону до следующего более высокого стандартного размера устройства максимальной токовой защиты.

Рис. 2. Всегда учитывайте оба конца проводника при оценке температуры заделки.

Две распространенные ошибки. Зайдя так далеко, здесь легко сделать две ошибки. Во-первых, хотя вы можете округлить номинал устройства максимального тока, вы не можете округлить с точки зрения нагрузки на проводник, даже одного ампера. Провод 1 AWG в колонне 75 ° C может выдерживать ток 130 ампер. Если ваша фактическая нагрузка составляет 131 ампер, вам необходимо использовать провод большего размера.Во-вторых, когда важны постоянные нагрузки, вам необходимо создать дополнительный запас по размеру проводов, чтобы гарантировать правильную работу подключенных устройств. Этот последний пункт приводит к постоянной путанице, потому что может показаться, что он противоречит тому, что мы сказали о допустимой нагрузке на ток проводника, которая, как правило, является фактором, определяющим минимальный размер проводника.

Рис. 3. Устройства защиты от сверхтоков должны быть рассчитаны по размеру, чтобы выдерживать расчетную нагрузку плюс 25 процентов любых частей нагрузки, которые являются непрерывными.

Мы работаем с проводниками и опасаемся их перегрева. Производители устройств в этом смысле не беспокоятся о проводниках; они беспокоятся о том, что их устройства могут перегреться и работать неправильно. Непрерывные нагрузки создают серьезные проблемы с точки зрения отвода тепла изнутри механического оборудования. Помните, что когда вы прикрепляете провод к устройству, они становятся одним в механическом, а также в электрическом смысле. Производители устройств полагаются на эти проводники как на теплоотвод, особенно при постоянной нагрузке.NEC позволяет это сделать, требуя, чтобы проводники, несущие непрерывные нагрузки, были большего размера в соответствии с той же формулой, которая применяется к устройству, а именно дополнительные 25 процентов от непрерывной части нагрузки.

Снижение номинальных характеристик может существенно повлиять на нагрев проводника. Например, провод THHN 10 AWG может выдерживать 40 ампер в течение месяца без ущерба для себя. Но в этих условиях проводник будет представлять собой непрерывный источник тепла 90 ° C. Теперь посмотрите, что происходит, когда мы (1) определяем размер проводника для целей заделки на 125 процентов от продолжительной части нагрузки и (2) используем столбец 75 ° C для анализа.Этот расчет предполагает, что оконечная нагрузка рассчитана на 75 ° C вместо значения по умолчанию 60 ° C:

Шаг 1: 1,25 x 40 A = 50 A

Шаг 2: Таблица 310.16 при 75 ° C = 8 AWG

Мы переходим от проводника 10 AWG к проводнику 8 AWG (6 AWG, если оборудование не имеет допусков для заделки 75 ° C). Это всего лишь один стандартный размер проводника, но посмотрите на него с точки зрения производителя устройства. 10 AWG, непрерывно выдерживающий 40 А, представляет собой непрерывную тепловую нагрузку до 90 ° C.А как насчет 8 AWG? Используйте таблицу допустимой нагрузки в обратном порядке, согласно нашему «правилу». Сорок ампер — это допустимая токовая нагрузка проводника 8 AWG, 60 ° C. Следовательно, любой провод 8 AWG (THHN или другой) не будет превышать 60 ° C, если его нагрузка не превышает 40 ампер. При увеличении всего на один размер проводника температура оконечной нагрузки упала с 90 ° C до 60 ° C. NEC позволяет производителям рассчитывать на этот запас.

Напомним, что если у вас постоянная нагрузка на 40 ампер, автоматический выключатель должен иметь номинал не менее 125 процентов от этого значения, или 50 ампер.Кроме того, провод должен иметь такой же размер, чтобы выдерживать такое же значение тока, исходя из столбца допустимой токовой нагрузки 75 ° C (или 60 ° C, если не рассчитано на 75 ° C). Изготовитель и испытательная лаборатория рассчитывают, что относительно холодный проводник будет работать как теплоотвод для тепла, выделяемого внутри устройства в этих условиях непрерывной работы.

Рис. 4. Эти воображаемые тяговые коробки на каждом конце участка иллюстрируют, как отделить расчеты кабельных каналов / нагрева кабеля от расчетов заделки.

В примере с фидером (рис. 1), включая 125 процентов на непрерывную часть нагрузки, мы получаем проводник на 136 А, а следующий больший провод в столбце 75 ° C — 1/0 AWG.Используйте здесь столбец 75 ° C, потому что устройство на 150 А превышает пороговое значение 100 А (ниже которого предполагается, что номинальный ток составляет 60 ° C). Помните, что через эти устройства действительно протекает только 119 ампер (67,8 + 51,6 ампер) тока. Дополнительные 17 ампер (разница между 119 и 136 ампер) — это фантомная нагрузка. Вы включаете его только для того, чтобы ваш окончательный выбор проводника был достаточно холодным, чтобы позволить ему работать в соответствии с предположениями, сделанными в различных стандартах на устройства.

Устройства рассчитаны на 100-процентную непрерывную нагрузку.Есть устройства, которые производятся и перечисляются так, чтобы постоянно соответствовать 100-процентному рейтингу, и NEC признает их использование в порядке исключения. Обычно в этих приложениях используются очень большие размеры корпуса выключателя в диапазоне 600 ампер (хотя расцепители могут быть меньше). Эти продукты сопровождаются дополнительными ограничениями, например, по количеству, которое может использоваться в одном корпусе, и по минимальным требованиям к номинальным температурам для проводников, подключенных к ним. Узнайте, как сначала установить обычные устройства, а затем применить эти устройства со 100-процентным номиналом, если вы столкнетесь с ними, при этом обязательно примените все ограничения на установку, указанные в инструкциях, прилагаемых к этому оборудованию.Предупреждение о проводниках, имеющих два конца, применяется здесь с особой остротой; имейте в виду, что одно из этих устройств на одном конце цепи ничего не говорит о пригодности оборудования на другом конце.

Середина проводника — предотвращение перегрева проводников

Рис. 5. Пример, снова использующий питатель с 51,6 А при непостоянной нагрузке и 67,8 А при постоянной нагрузке.

Ни одно из предыдущих обсуждений не имеет ничего общего с предотвращением перегрева проводника.Верно. Все, что мы сделали, — это удостоверились, что устройство работает так, как предполагают производитель и испытательная лаборатория с точки зрения прерывания. Теперь нужно убедиться, что проводник не перегревается. Опять же, емкость по определению — это непрерывная способность. Характеристики нагрева устройства в конце пробега не имеют никакого отношения к тому, что происходит в середине дорожки качения или кабельной сборки.

Повторюсь, на этом этапе вы должны разделить свое мышление. Мы просто закрыли конец проводника; Теперь перейдем к середине проводника.Помните, как вас просили сделать это на отдельных листах бумаги? Заблокируйте первый и забудьте все, что вы только что рассчитали. Это не имеет абсолютно никакого отношения к тому, что будет дальше. Только после того, как вы сделаете следующую серию вычислений, вы можете получить первый лист бумаги. И только после этого вы должны вернуться и посмотреть, какой результат представляет наихудший случай и, следовательно, определяет ваш выбор дирижера.

Мнимые ящики для тяги? Если у вас возникли проблемы с определением этого различия, а многие это делают, примените воображаемую коробку для вытягивания на каждом конце бега (рис. 4).В этой части статьи рассматривается выбор проводов для прокладки между двумя тяговыми коробками, и не более того. Первая часть статьи касалась выбора проводов подходящего размера для подключения к устройствам, и не более того. Последним шагом в этом процессе является сравнение двух результатов и выбор проводников, удовлетворяющих обоим наборам требований. В этот момент, и только в этот момент, вы можете отключить свой мысленный образ этих ящиков, потому что они больше не служат никакой цели.

Проверьте определение допустимой нагрузки.Токовая нагрузка проводника — это его допустимая токовая нагрузка в условиях эксплуатации. Для целей NEC два полевых условия влияют на допустимую нагрузку: взаимный нагрев и температура окружающей среды. Любой из них или оба могут применяться к любой электрической установке. Оба этих фактора уменьшают допустимую нагрузку, указанную в таблицах.

Рис. 6. Повышенные температуры окружающей среды также вызывают снижение допустимой токовой нагрузки проводов

Взаимное отопление. Под нагрузкой проводник рассеивает тепло через свою поверхность в окружающий воздух; если что-то замедляет или препятствует скорости рассеивания тепла, температура проводника увеличивается, возможно, до точки повреждения.Чем больше токопроводящих проводов находится в одной и той же кабельной трассе или кабельной сборке, тем ниже эффективность, с которой они могут рассеивать свое тепло. Чтобы покрыть этот эффект взаимного нагрева, NEC налагает штрафы за снижение номинальных значений токовой нагрузки стола. Штрафы увеличиваются с увеличением количества токоведущих проводов в кабельной трассе или кабельной сборке. Таблица 310.15 (B) (2) (a) NEC ограничивает допустимую нагрузку, указывая коэффициенты снижения номинальных значений, применимые к токовым нагрузкам стола. Например, если количество проводников превышает три, но меньше семи, допустимая нагрузка составляет только 80 процентов от табличного значения; если число больше шести, но меньше одиннадцати — 70 процентов; больше десяти, но меньше двадцати одного, 50 процентов и так далее.Однако, если длина дорожки не превышает 24 дюйма (классифицируется как ниппель), NEC предполагает, что тепло будет уходить от концов дорожки качения, а допустимая токовая нагрузка закрытых проводников не должна снижаться [см. 310.15 (B) (2) (а) Исключение № 3].

Считайте только токоведущие проводники для расчетов снижения номинальных характеристик. Заземляющие провода оборудования никогда не учитываются для корректировки допустимой нагрузки, а предназначены для заполнения. Следует учитывать только один проводник в паре трехпозиционных переключателей. Нейтральный проводник, по которому проходит только несимметричный ток цепи (например, нейтральный провод трехпроводной, однофазной цепи или четырехпроводной, трехфазной цепи), в некоторых случаях не учитывается для снижения номинальных характеристик.Однако заземленные проводники не всегда являются нейтральными. Заземленный («белый») проводник двухпроводной цепи проводит тот же ток, что и провод под напряжением, и поэтому не является нейтральным. Если вы устанавливаете две такие двухпроводные цепи в кабелепровод, их следует рассматривать как четыре проводника.

Рис. 7. Два питателя на рис. 5, на которые может повлиять добавление повышенной температуры окружающей среды, показанной на рис. 6

Как (и когда) считать нейтралов. Хотя нейтральные проводники учитываются в целях снижения номинальных характеристик только в том случае, если они действительно являются токонесущими, в коммерческих распределительных системах, получаемых от трехфазных, четырехпроводных трансформаторов, соединенных звездой, все чаще обнаруживаются очень сильно нагруженные нейтрали.Если цепь питает в основном электроразрядное освещение или другие нелинейные нагрузки, вы всегда должны учитывать нейтраль. Нейтральные элементы в предлагаемом Примере 3A подсчитываются по той же причине. Помните также, что каждый раз, когда вы прокладываете только два из трехфазных проводов трехфазной четырехпроводной системы вместе с нейтралью системы, эта нейтраль всегда несет примерно такую ​​же нагрузку, что и незаземленные проводники, и ее необходимо учитывать. Такое расположение очень распространено в больших многоквартирных домах, где подводящий кабель к каждой квартире состоит из двухфазных проводов вместе с нейтралью, но в целом обслуживание трехфазное, четырехпроводное.

Однако нейтраль истинной однофазной трехпроводной системы (например, 120/240 вольт) не нужно учитывать, потому что гармонические токи полностью компенсируются в этих системах. Подавляющее большинство односемейных и небольших многоквартирных домов и большинство ферм имеют такое распределение, что значительно упрощает ваши расчеты по выбору кондуктора.

Снижение допустимой нагрузки проводника. Теперь, когда вы знаете, как подсчитать количество проводников с током в кабелепроводе, пора научиться применять правила NEC к результату.Использование NEC напрямую означает переход от таблицы допустимой нагрузки к коэффициенту снижения мощности (на который вы умножаете) и сравнение результата с нагрузкой. Это отлично подходит для инспектора, который проверяет вашу работу (в резюме в конце статьи используется этот процесс), но это не поможет вам выбрать правильного дирижера. Вы хотите пойти другим путем: зная нагрузку, вы хотите выбрать правильный проводник. На рисунке 5 показан пример, где снова используется питатель с непостоянной нагрузкой 51,6 А и 67.8 ампер непрерывной нагрузки. Предположим, у вас есть два таких фидера, обеспечивающих одинаковые профили нагрузки и работающих в одном и том же трубопроводе. Это будет восемь токоведущих проводов в дорожке качения. В этой части анализа не обращайте внимания на проблемы непрерывной загрузки и завершения. Помните, что для этого расчета вы должны использовать свежий лист бумаги.

Начните с 119 ампер фактической нагрузки (51,6 ампер + 67,8 ампер, округленные до трех значащих цифр, как указано в предлагаемом новом примере 3A) и разделите (вы идете в другом направлении, поэтому вы используете обратное умножение) на 0 .7 [см. Таблицу 310.15 (B) (2) (a)], чтобы получить в этом случае 170 ампер.2 Другими словами, любой проводник с допустимой токовой нагрузкой, равной или превышающей 170 ампер, математически гарантированно будет нести ток 119- безопасное усиление реальной нагрузки. Провод 1/0 AWG THHN с допустимой нагрузкой 170 ампер будет безопасно переносить эту нагрузку в условиях использования, и может показаться, что он работает. Будет ли он представлять ваш окончательный выбор, зависит от того, что следует из анализа, который следует под заголовком «Выбор дирижера».

Рисунок 8.Существует ограниченное исключение из принципа слабого звена в цепи, проиллюстрированного на этом чертеже.

Проблемы с температурой окружающей среды. Высокая температура окружающей среды, как и в случае взаимного нагрева, препятствует рассеиванию тепла проводника. Чтобы предотвратить перегрев, NEC предоставляет коэффициенты снижения номинальных значений температуры окружающей среды в нижней части таблиц допустимой нагрузки. В нашем примере проводники цепи проходят через температуру окружающей среды 35 ° C. Их допустимая токовая нагрузка снижается (для проводов с температурой 90 ° C) до 96 процентов от базового числа в таблице допустимой токовой нагрузки, как показано на рисунке 6.Здесь мы снова начинаем со 119 ампер и делим на 0,96, чтобы получить 124 ампер. Любой провод с температурой 90 ° C с допустимой токовой нагрузкой, равной или превышающей 124 А, будет безопасно переносить эту нагрузку.

Что произойдет, если у вас одновременно высокая температура окружающей среды и взаимный нагрев, как показано на рисунке 7? Разделите дважды, по одному разу на каждый коэффициент. В данном случае:

119 А ÷ 0,7 ÷ 0,96 = 177 А

Провод 2/0 AWG THHN (токовая нагрузка = 195 ампер) выдержит эту нагрузку, не повредившись. Опять же, это было бы верно независимо от того, была ли нагрузка непрерывной, и было ли разрешено использовать устройства с выводами 90 ° C.Не обманывайте; расчет прекращения по-прежнему должен быть заперт в другом ящике.

При уменьшении допустимой нагрузки применяется только к небольшой части пробега. Иногда вы будете сталкиваться с установками, в которых большая часть схемы соответствует таблице 310.16, но небольшая часть требует очень значительного снижения характеристик. Например, как показано на рисунке 8, длина вашего контура может составлять 208 футов, из которых 200 футов в нормальных условиях и 7 футов проходят через угол котельной с очень высокой температурой окружающей среды.NEC обычно соблюдает принцип «слабое звено в цепи» и требует, чтобы максимально допустимая токовая нагрузка была минимальной где-либо в течение цикла. Однако для очень коротких периодов, когда остальная часть цепи может работать как теплоотвод, NEC позволяет использовать более высокую допустимую нагрузку.

Рис. 9. Никогда не упускайте из виду тот факт, что в конце рабочего дня устройство защиты от сверхтоков должно защищать свои проводники.

В частности, в любое время, когда допустимая нагрузка изменяется во время цикла, определяют все точки перехода.На одной стороне каждой точки допустимая нагрузка будет выше, чем на другой стороне. Теперь измерьте длину проводника с более высокой допустимой нагрузкой (в данном примере участки, не находящиеся в котельной) и длину проводника с меньшей допустимой нагрузкой (в данном примере — в котельной). Сравните две длины. NEC 310.15 (A) (2) Исключение позволяет использовать более высокое значение допустимой нагрузки за пределами точки перехода для длины, равной 10 футам или 10 процентам длины цепи, имеющей более высокую допустимую нагрузку, в зависимости от того, что меньше.

В этом случае (200-футовый участок за пределами 8 футов в котельной) 10 процентов длины цепи, имеющей более высокую допустимую нагрузку, будут составлять 20 футов, но вы не можете применить правило к чему-либо более 10 футов. меньше или равно 10 футам (и меньше 10-процентного предела в 20 футов) применяется исключение, и вы можете игнорировать температуру окружающей среды в котельной при определении допустимой допустимой токовой нагрузки проводников, проходящих через нее. В словах исключения, «более высокая допустимая нагрузка» (которая применяется к трассе за пределами котельной) может использоваться за переходной точкой (стеной котельной) для «расстояния, равного 10 футов или 10 процентов длины. рассчитано при более высокой допустимой нагрузке, в зависимости от того, что меньше.”

Выбор проводника

Теперь вы можете разблокировать ящик и вытащить расчет завершения. Положите оба листа бумаги перед собой и спроектируйте наихудший случай, установив самый большой проводник, полученный в результате этих двух независимых расчетов. Расчет оконечной нагрузки (рис. 3) потребовал проводов сечением под столбцом 75 ° C, не менее 136 ампер, хотя фактическая нагрузка составляла всего 119 ампер. Вы можете использовать 1/0, THHN или THW. Выбор проводов 90 ° C на основе только нагрузки или даже нагрузки, работающей на одном фидере при температуре окружающей среды 35 ° C (рис. 6), приведет к получению проводов 2 AWG, и устройства будут работать неправильно.

Предположим, вы помещаете два фидера (восемь проводов) в кабелепровод, как показано на рисунке 5. Расчет заделки по-прежнему составляет 1/0, но, как мы видели, расчет снижения номинальных характеристик дорожки качения также составляет 1/0 AWG. Теперь правила прекращения и правила дорожки качения совпадают. Однако если тот же канал проходит через зону с высокой температурой окружающей среды, вам потребуется 2/0 THHN или XHHW. Это пример того, где условия дорожки качения ограничивают, и вы соответственно выбираете размер. На этом этапе мы возвращаемся к основному вопросу, поставленному в предлагаемом примере 3A, как показано на рисунке 1, а именно к определению размеров фидера, а незаземленные фазные проводники оказались сечением 2/0 AWG.

Проводник должен быть всегда защищен

Никогда не упускайте из виду тот факт, что устройство максимального тока всегда должно защищать провод. Для цепей на 800 ампер и меньше 240,4 (B) позволяет использовать устройство перегрузки по току следующего более высокого стандартного размера для защиты проводников. Выше этой точки 240,4 (C) требует, чтобы допустимая токовая нагрузка проводника была не меньше, чем номинал устройства максимального тока. В качестве окончательной проверки убедитесь, что размер устройства максимального тока, выбранного для выдерживания длительных нагрузок, защищает проводники в соответствии с этими правилами; в противном случае вам потребуется соответственно увеличить размер проводника.Обратитесь к обсуждению прерывистых нагрузок (ниже), чтобы увидеть пример того, где, даже после выполнения как согласования, так и расчетов допустимой нагрузки, это соображение вынуждает вас изменить результат.

Непрерывные нагрузки. Обратитесь к рисунку 9, который предполагает, что никакая нагрузка не является постоянной на фидерах, ранее показанных на рисунке 5, и что большая часть нагрузки между фазой и нейтралью является линейной. Теперь только шестифазные проводники в этом кабельном канале квалифицируются как проводники с током, и предположим, что температура окружающей среды не превышает 30 ° C.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. PDH Engineering.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии.

курсов.

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзаса

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материала до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курса.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то неясной раздел

законов, которые не применяются

по «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса содержали хорошее, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

предоставлено фактических случаев «

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA в проектировании объектов «очень полезен.

испытание потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Э.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional.

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, П.Е.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

легче поглотить все

теории »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утром

до метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику.

коды и Нью-Мексико

правила. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительно

аттестат. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал краток.

хорошо организовано. «

Глен Шварц, П.Е.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефону.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса по этике в Нью-Джерси были очень хорошими.

хорошо подготовлены. »

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загрузить учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание

материала. Полная

, и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предлагали курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилась возможность скачать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея заплатить за

материал

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не являющихся электротехниками».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, который требует

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делейни, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

надо ехать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Инструмент для определения размеров провода для систем постоянного тока 12, 24 и 48 В

Выбор размера проводки для вашей системы — ручной метод

См. Также более простой в использовании калькулятор размеров проводов.

Провода правильного сечения могут иметь значение между недостаточной и полной зарядкой аккумуляторной системы, между тусклым и ярким светом, а также между слабой и полной работоспособностью инструментов и устройств.Разработчики силовых цепей низкого напряжения часто не знают о последствиях падения напряжения и размера провода.

В обычных домашних электрических системах (120/240 вольт переменного тока) размер провода в первую очередь рассчитан на безопасную допустимую силу тока (токовую нагрузку). Главное внимание уделяется пожарной безопасности. В системах с низким напряжением (12, 24, 48 В постоянного тока) наиважнейшей проблемой является потеря мощности. Размер провода не должен определяться только по допустимой нагрузке, поскольку допуск на падение напряжения меньше (за исключением очень коротких участков). Например, падение на 1 В с 12 В вызывает в 10 раз больше потерь мощности, чем на 1 В с 120 В.

Универсальная таблица размеров проволоки
Двухэтапный процесс

Эта диаграмма работает для любого напряжения или падения напряжения, американского (AWG) или метрического (мм2) размера. Это применимо к типичным цепям постоянного тока и к некоторым простым цепям переменного тока (однофазный переменный ток с резистивными нагрузками, а не с нагрузками двигателя, коэффициент мощности = 1,0, реактивное сопротивление линии незначительно).

ШАГ 1: Рассчитайте следующее:

VDI = (АМПЕРЫ x ФУТЫ) / (% ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ x НАПРЯЖЕНИЕ)

VDI = индекс падения напряжения (справочное число, основанное на сопротивлении провода)
FEET = одностороннее расстояние проводки (1 метр = 3.28 футов)
% ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ = Допустимое падение напряжения на ваш выбор (пример: используйте 3 для 3%)

ШАГ 2: Определите подходящий размер провода по таблице

Сравните свой вычисленный VDI с VDI в таблице, чтобы определить ближайший размер провода. Сила тока не должна превышать МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ, указанной для сечения провода.

Размер провода Площадь мм2 МЕДЬ АЛЮМИНИЙ
AWG VDI Пропускная способность VDI Пропускная способность
16 1.31 1 10 Не рекомендуется
14 2,08 2 15
12 3,31 3 20
10 5,26 5 30
8 8,37 8 55
6 13,3 12 75
4 21.1 20 95
2 33,6 31 130 20 100
0 53,5 49 170 31 132
00 67,4 62 195 39 150
000 85,0 78 225 49 175
0000 107 99 260 62 205
Метрические размеры
по площади поперечного сечения
МЕДЬ
(VDI x 1.1 = мм2)
АЛЮМИНИЙ
(VDI x 1,7 = мм2)
Доступные размеры: 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95120 мм2
ПРИМЕР:
Нагрузка 20 А при 24 В на расстоянии 100 футов с макс. падение напряжения
VDI = (20×100) / (3×24) = 27,78 Для медного провода ближайший VDI = 31.
Указывает на провод # 2 AWG или 35 мм2

ПРИМЕЧАНИЯ: AWG = калибр проводов Amercan.Пропускная способность основана на Национальном электротехническом кодексе (США) для температуры окружающего воздуха 30 градусов по Цельсию (85 градусов по Фаренгейту) для не более трех изолированных проводов в кабельных каналах в открытом воздухе для кабелей типов AC, NM, NMC и SE; и типы изоляции проводов TA, TBS, SA, AVB, SIS, RHH, THHN и XHHW. Информацию о других условиях см. В Национальном электротехническом кодексе или в техническом руководстве.

Используйте следующую таблицу в качестве основного инструмента при решении проблем с размером провода.Он заменяет многие страницы старых таблиц размеров. Вы можете применять его к любому рабочему напряжению, при любом процентном падении напряжения.

Определение допустимого падения напряжения для различных электрических нагрузок

Общее правило — размер провода подбирать так, чтобы при типичной нагрузке падение составляло примерно 2 или 3%. Когда это окажется очень дорогим, примите во внимание следующие советы. Различные электрические цепи имеют разные допуски по падению напряжения.

ЦЕПИ ОСВЕЩЕНИЯ, ЛАМПЫ И КВАРЦЕВЫЙ ГАЛОГ (QH): Не обманывайте себя! Падение напряжения на 5% вызывает потерю светового потока примерно на 10%.Это связано с тем, что колба не только получает меньше энергии, но и более холодная нить накаливания опускается от раскаленной добела к раскаленной докрасна, испуская гораздо меньше видимого света.

ЦЕПИ ОСВЕЩЕНИЯ, ЯРКОСТЬ: Падение напряжения вызывает почти пропорциональное падение светоотдачи. Флуоресцентные лампы используют от 1/2 до 1/3 тока ламп накаливания или ламп QH для того же светового потока, поэтому они могут использовать меньший провод. Мы выступаем за использование качественных люминесцентных ламп. Жужжание, мерцание и плохая цветопередача устранены в большинстве современных компактных флуоресцентных ламп, электронных балластах и ​​лампах теплого или полного спектра.

ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА могут использоваться в системах возобновляемой энергии, особенно в водяных насосах. Они работают с КПД на 10-50% выше, чем двигатели переменного тока, и исключают затраты и потери, связанные с инверторами. Двигатели постоянного тока НЕ ​​требуют чрезмерных скачков напряжения при запуске, в отличие от асинхронных двигателей переменного тока. Падение напряжения во время пуска просто приводит к «плавному пуску».

ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА обычно используются в крупных электроинструментах, приборах и скважинных насосах. Они предъявляют очень высокие требования к скачкам напряжения при запуске.Значительное падение напряжения в этих цепях может вызвать сбой при запуске и возможное повреждение двигателя. Следуйте Национальным правилам электротехники. В случае скважинного насоса следуйте инструкциям производителя.

Цепи

PV-DIRECT SOLAR WATER PUMP должны быть рассчитаны не на номинальное напряжение (например, 24 В), а на фактическое рабочее напряжение (в этом случае приблизительно 34 В). Без батареи, удерживающей напряжение, рабочее напряжение будет примерно равным пиковой точке напряжения фотоэлектрической батареи.

ЦЕПИ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ критически важны, потому что падение напряжения может вызвать непропорциональную потерю тока заряда.Чтобы зарядить аккумулятор, генерирующее устройство должно подавать более высокое напряжение, чем уже существует внутри аккумулятора. Вот почему большинство фотоэлектрических модулей рассчитаны на пиковую мощность 16-18 В. Падение напряжения более 5% уменьшит эту необходимую разницу напряжений и может снизить ток заряда аккумулятора на гораздо больший процент. Наша общая рекомендация — рассчитывать на падение напряжения на 2-3%. Если вы думаете, что фотоэлектрическая матрица может быть расширена в будущем, выберите размер провода для будущего расширения. Ваш клиент оценит это, когда придет время добавить в массив.

ЦЕПИ ВЕТРОВОГО ГЕНЕРАТОРА: В большинстве мест ветрогенератор вырабатывает полный номинальный ток только во время случайных ураганов или порывов ветра. Если размер провода, рассчитанного на низкие потери, большой и очень дорогой, вы можете подумать о том, чтобы подобрать размер с учетом падения напряжения до 10% при номинальном токе. Эта потеря будет происходить только изредка, когда энергии наиболее много. См. Руководство по эксплуатации ветряной системы.

Дополнительные методы снижения затрат

АЛЮМИНИЕВЫЙ ПРОВОД

может быть более экономичным, чем медный для некоторых основных линий.Энергетические компании используют его, потому что он дешевле меди и легче по весу, хотя необходимо использовать больший размер. Он безопасен при установке для кодирования с клеммами с рейтингом AL. Возможно, вы захотите рассмотреть его для длинных дорогих серий №2 или больше. Разница в стоимости колеблется в зависимости от рынка металлов. Он жесткий и трудно изгибаемый, поэтому он не подходит для погружных насосов.

Фотоэлектрические модули высокого напряжения: рассмотрите возможность использования модулей с более высоким напряжением (пиковая мощность 18+ В, например, наши BP-585 и BP-590) для компенсации чрезмерного падения напряжения.В некоторых случаях при больших расстояниях увеличенная стоимость модуля может быть ниже, чем стоимость большего провода.

СОЛНЕЧНОЕ ОТСЛЕЖИВАНИЕ: используйте солнечный трекер (от Zomeworks), чтобы можно было использовать меньший массив, особенно в условиях интенсивного использования летом (отслеживание дает больше энергии летом, когда солнце проходит самую длинную дугу по небу). Для меньшего фотоэлектрического массива потребуется провод меньшего размера.

НАСОСЫ ДЛЯ ВОДНЫХ СКВАЖИН: Рассмотрим систему с медленной перекачкой и низким энергопотреблением с резервуаром для хранения воды.Это уменьшает размеры как проволоки, так и труб, если речь идет о длинных подъемах или участках. Система прямой накачки фотоэлектрической решетки может устранить длинную проводку, используя отдельную фотоэлектрическую решетку, расположенную рядом с насосом. [Page pump.html] SunRise Submersible, Solar Slowpump, подкачивающий насос Flowlight и поршневой насос Solar Force [/ страница] — это высокоэффективные насосы постоянного тока, рассчитанные на напряжение до 48 В. Мы также производим версии переменного тока и преобразователи, позволяющие использовать переменный ток, передаваемый на большие расстояния. Эти насосы потребляют меньший рабочий ток и гораздо меньший пусковой ток, чем обычные насосы переменного тока, что значительно снижает требования к размеру проводов.

Калькулятор растяжения кабеля

Этот калькулятор оценивает величину упругого растяжения, испытываемого многожильным канатом 7×7, изготовленным из нержавеющей стали 302/304, который был подвергнут испытательной нагрузке до 60% своей прочности на разрыв для устранения конструкционного растяжения. Рассчитанные значения являются приблизительными.

Что такое растяжение кабеля?

В кабеле на основе троса происходит два вида растяжения: конструктивное растяжение и эластичное растяжение.Это растяжение происходит по двум разным причинам.

1. Конструктивное растяжение — Когда трос сделан, нагрузка на замыкающую головку мала. Таким образом, между проводами и жилами, а также между жилами и сердечником остаются небольшие зазоры. Приложение первоначальной нагрузки приводит к правильной посадке проводов и жил и небольшому общему удлинению жилы или кабеля на этом участке. Степень растяжения конструкции не является постоянной для всех кабелей — она ​​зависит от таких переменных, как тип конструкции, длина пролета и других факторов, включая прилагаемую нагрузку.

2. Эластичное растяжение — Эластичное растяжение — это фактическое удлинение жил жилы или кабеля. Это вызвано приложением нагрузки до предела текучести металла. Растяжение примерно пропорционально приложенной нагрузке. Когда нагрузка снимается, кабель, подвергнутый упругому растяжению, возвращается к своей приблизительной исходной длине, при условии, что растяжение не достигло предела текучести металла.

Когда важно исключить как можно большее растяжение, кабели или узлы могут быть подвергнуты испытательной нагрузке, чтобы удалить большую часть конструкционного растяжения.Для сборок этот процесс также проверяет удерживающую способность клемм. Контрольная нагрузка обычно выполняется путем приложения 60% нагрузки к кабелю или узлам. Эта нагрузка основана на минимальной прочности на разрыв кабеля или фитингов, в зависимости от того, что меньше. Как можно меньше обращайтесь с кабелем после предварительного растяжения, чтобы избежать повторного растяжения конструкции.

Как эластичный кабель влияет на точность датчика положения?

По сравнению с другими источниками ошибок, эластичное растяжение кабеля обычно создает чрезвычайно малую погрешность в датчиках положения с тросовым приводом.Для прецизионных приложений с низким натяжением кабеля погрешность обычно составляет менее 0,01% от полного диапазона шкалы датчика положения. Это связано с тем, что номинальная прочность кабеля намного больше, чем нагрузка, прилагаемая к кабелю.

Определение точного влияния эластичного растяжения кабеля на точность датчика положения требует анализа от приложения к приложению, в котором учитывается, сколько кабеля задействовано, количество свободного кабеля при полном втягивании, количество выполненного предварительного растяжения и натяжение кабеля при полном втягивании по сравнению с натяжением троса полного извлечения.Если вам нужна помощь с этим анализом, свяжитесь с нами. Испытание кабеля, подвергнутого испытательной нагрузке, рабочей нагрузкой — самый точный метод определения упругого растяжения.

Другие калькуляторы:

Отсутствие гарантий: этот калькулятор и информация предоставляются «как есть» без каких-либо гарантий, условий или заявлений любого рода, явных или подразумеваемых, включая, помимо прочего, любые гарантии ненарушения прав и подразумеваемые гарантии условий товарной пригодности и пригодности для определенной цели.Ни при каких обстоятельствах SpaceAge Control, Inc. не несет ответственности за любые прямые, косвенные, особые, случайные, косвенные или другие убытки, независимо от того, возникли ли они по контракту, правонарушению или иным образом, возникшие в результате использования или исполнения информация, содержащаяся на этой веб-странице.

Калькулятор потерь кабеля распределенной акустической системы

Этот калькулятор поможет вам определить потери в кабеле в распределенных акустических системах (также известных как 100- или 70-вольтовые акустические системы).Введя размер и длину кабеля, а также количество и подробную информацию о динамиках, он рассчитает потери в SPL (дБ), напряжении и ваттах. Он даже вычисляет результирующий SPL в дБ для целевой аудитории. Все, что вам нужно сделать, это заполнить белые ячейки в калькуляторе.

Сначала выберите единицы измерения : «Метры и мм²» или «Футы и AWG». В большинстве стран используется метрическая система, то есть длина кабеля измеряется в метрах, а размер кабеля — в мм². В США не используется метрическая система, поэтому выберите «Feet & AWG» — длина кабеля будет в футах, и появится дополнительное поле, позволяющее выбрать толщину кабеля в AWG.

Затем двигайтесь вниз по верхней таблице:

Общее количество динамиков, подключенных к кабельной трассе.

Настройки ответвлений на динамиках : Большинство динамиков для распределенных акустических систем имеют способ выбора различных ответвлений или мощности для динамика. Обычно это выражается в ваттах.

Чувствительность динамика : это необязательно, но используется для расчета уровня звукового давления в целевой аудитории. Обычно это находится в технических характеристиках динамиков.Например, в характеристиках потолочного динамика может быть указано «Чувствительность: 90 дБ (1 Вт / 1 м)»

Расстояние от говорящего до целевой аудитории : это также необязательно и используется для расчета потерь SPL в воздухе от говорящего до целевой аудитории. Для потолочного динамика расстояние от потолка до стоящего человека может составлять всего 1 метр или около того. Для динамика на открытом воздухе это может быть 10, 20 и более метров.

Общая длина кабеля : общая длина кабеля от усилителя до последнего динамика.

Длина подводящего кабеля к первому динамику не требует пояснений. Это длина кабеля от усилителя до первого динамика. Затем калькулятор предполагает, что количество динамиков равномерно распределено по оставшейся длине кабеля.

Распределенная система максимального напряжения около усилителя. Его выход будет рассчитан на 100 вольт, или 70 вольт, или, возможно, 50 или 25 вольт.

Кабель c.s.a : Это важный показатель, поскольку все расчеты сопротивления кабеля основаны на площади поперечного сечения (ок.s.a.) кабеля. Это удобно для пользователей с метрической системой измерения, поскольку кабели классифицируются в соответствии с их c.s.a. Для других пользователей, которые привыкли сортировать свои кабели в соответствии с их номером AWG, калькулятор вставляет c.s.a за вас (на основе выбранного номера AWG).

После ввода всех этих входных данных сразу же вычисляются результаты (фактически, они рассчитываются после каждого ввода или изменения). См. Примечания ниже, если вам нужна помощь в интерпретации результатов. Для тех, кому нужно знать математику, лежащую в основе этого калькулятора, это объяснено в конце этой статьи.

Скачать калькулятор
в виде файла Excel
Цены в долларах США

Что означают результаты

Результаты этого калькулятора потерь в кабелях распределенной акустической системы в основном говорят вам о том, что если вы не используете слишком много динамиков и они не потребляют много энергии, вам не нужно слишком беспокоиться о размере кабеля. Однако, если у вас длинные кабели, много динамиков или мощные динамики, вам нужно обратить внимание на эти результаты.

Общая нагрузка динамиков и кабеля показывает общую нагрузку на усилитель в омах. Затем рассчитывается соответствующая мощность от усилителя. Это число будет меньше, чем при простом подсчете количества динамиков, умноженного на мощность каждого динамика. Это связано с тем, что сопротивление кабеля увеличивает импеданс динамика, что снижает ток от усилителя, что снижает общую выходную мощность усилителя. Усилитель должен выдерживать эту общую нагрузку.Хорошая практика подсказывает, что вы используете усилитель, который на 20-25% больше, чем общая нагрузка.

Общее сопротивление кабеля только для информации.

Максимальный ток в питающем кабеле полезен для определения того, способен ли выбранный кабель пропускать этот ток.

Разница в уровне звукового давления между первым и последним динамиком поможет определить, нужно ли вам использовать кабель большего размера. Многие системы справятся с разницей до 6 дБ (+/- 3 дБ).Любая разница, превышающая 6 дБ, станет заметна для многих пользователей.

Затем результаты для различных выступающих заносятся в таблицу. Спикер №1 — первый спикер. Результаты также показаны для последнего динамика и среднего динамика. Хотя номер среднего динамика можно изменить, чтобы увидеть результаты любого выступающего между первым и последним выступающим.

Максимальный уровень звукового давления Результат определяется чувствительностью говорящего, потерей звукового давления в воздухе между говорящим и целевой аудиторией плюс усиление говорящего более 1 ватта.

Наконец, показан график, показывающий рассчитанные потери в кабелях распределенной акустической системы.

Предположения для данного калькулятора потерь в кабеле распределенной акустической системы

Этот калькулятор делает несколько предположений:

  • В калькуляторе предполагается, что удельное сопротивление медного кабеля составляет 1,724 x 10 -8 Ом · м. Это может немного измениться между одножильным или многожильным кабелем. Также не весь медный кабель — это чистая медь, которая немного изменяет удельное сопротивление, как и температуру.Хотя на практике эти отличия мало повлияют на результаты.
  • Калькулятор предполагает, что динамики распределены равномерно по длине кабеля (после кабеля питания). Если колонки распределены неравномерно, в большинстве случаев опять же будет небольшая разница в результатах.
  • Расчет потерь звукового давления в воздухе между говорящим и целевой аудиторией предполагает наличие неотражающего пространства (например, на улице). Для помещений с отражающими стенами потери могут быть на 6 дБ меньше.Однако потери по динамикам будут относительно одинаковыми.
  • В этом калькуляторе потерь кабеля распределенной акустической системы предполагается, что все динамики настроены на одно и то же ответвление (ватт), и на всем протяжении кабеля используется кабель одного размера. Изменение этих предположений выходит за рамки этого калькулятора.

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации о распределенных акустических системах, также известных как 100-вольтовые акустические системы или 70-вольтовые акустические системы, прочтите статью Общие сведения о распределенных акустических системах

Расчеты, используемые в калькуляторе потерь в кабелях распределенной акустической системы

Вам нужно прочитать это только в том случае, если вам нравится разбираться в математике или вам интересны принципы вычислений.Расчет потерь в кабеле любой цепи выполняется в несколько этапов.

Расчет сопротивления кабеля

Первый шаг включает вычисление сопротивления каждой секции кабеля. Сопротивление любого кабеля определяется длиной кабеля, толщиной кабеля и удельным сопротивлением кабеля.

Площадь поперечного сечения (c.s.a) кабеля является мерой толщины кабеля. В метрической системе кабели классифицируются по c.s.a. Например: 0,75 мм 2 или 2,5 мм 2 .

Компания c.s.a. неметрического кабеля преобразуется из его номера AWG (номер калибра) в мм 2 по следующей формуле:

c.s.a в мм 2 = 0,012668 × 92 (размер 36) / 19,5

Удельное сопротивление — это название сопротивления, присущего любому материалу. Для меди удельное сопротивление составляет 1,724 x 10 -8 Ом · м. Для практических расчетов потерь в кабеле просто умножьте удельное сопротивление на 10, а затем разделите его на c.s.a. (в мм 2 ), чтобы получить сопротивление на тысячу метров. Например: допустим, сечение медного кабеля составляет 2 мм. 2 :

.

1,724 x 10 = 17,24 деленное 2 = 8,62 Ом на тысячу метров.

Если длина кабеля составляет 100 метров, то сопротивление кабеля 2 мм 2 составит 8,62 Ом, разделенное на 10 (100 метров — это 1/10 от 1000 метров). То есть:

Сопротивление 100 метров кабеля 2 мм 2 составляет 8,62 деленное на 10 = 0,862 Ом.

Важно отметить, что это сопротивление кабеля относится к одиночному медному проводнику.Акустические кабели имеют два провода, поэтому для корректных расчетов это сопротивление необходимо удвоить. Когда у вас есть сопротивление кабеля любой длины, вы можете рассчитать потери этого кабеля.

Расчет потерь в кабеле

Есть два способа рассчитать потери в кабеле. Оба способа требуют, чтобы вы знали полное сопротивление цепи. Давайте для начала рассмотрим простую эквивалентную схему: усилитель с выходным напряжением 10 вольт, динамик с сопротивлением 8 Ом и кабель с общим сопротивлением 2 Ом

Из вышеприведенной диаграммы видно, что общая нагрузка на усилитель составляет 10 Ом (8 + 2).Закон Ома позволяет нам рассчитать ток в этой цепи, разделив напряжение на сопротивление. То есть, если разделить 10 вольт на 10 Ом, через цепь будет протекать 1 ампер.

Теперь, когда известен ток, вы можете использовать закон Ома для расчета потерь напряжения в кабеле и результирующего напряжения на динамике.

Для этого просто умножьте ток (1 ампер) на сопротивление. Таким образом, потери в кабеле будут 1 x 2 = 2 вольта, а напряжение на динамике будет 8 вольт.Это напряжение указано в таблице как «Максимальное напряжение на динамике».

Другой способ легко вычислить потери напряжения в кабеле и / или напряжение динамика — это просто использовать коэффициенты. Напряжение на динамике можно получить, используя отношение импеданса динамика к общему сопротивлению цепи. Для нашего примера, приведенного выше, соотношение составляет 8:10, или 4: 5, или 4/5, или 0,8. Следовательно, напряжение на динамике будет 10 вольт x 0,8, что равно 8 вольт. Это метод, используемый в калькуляторе потерь в кабелях распределенной акустической системы.Как видите, оба метода дают одинаковый результат, однако второй метод не требует расчета тока в каждой цепи.

Расчет максимальной мощности на динамике

Максимальную мощность на каждом динамике можно легко рассчитать, поскольку теперь известно напряжение на динамике и импеданс динамика.

Динамик Мощность = квадрат напряжения, деленный на импеданс

В нашем простом примере напряжение на динамике составляет 8 вольт.Импеданс — 8 Ом. Таким образом, максимальная мощность, доступная на динамике, равна 8 умноженным на 8 (64), разделенным на 8 = 8 Вт. В калькуляторе потерь в кабеле распределенной акустической системы это значение, указанное для каждого динамика в качестве «максимальной мощности на динамике».

Расчет потерь в дБ

Потери в децибелах (дБ) в громкоговорителе из-за потерь в кабеле являются расчетом соотношений. Можно использовать либо отношение сопротивлений, либо отношение напряжений, поскольку оба отношения одинаковы.

Формула для вычисления децибел может показаться сложной, но с современными калькуляторами она не слишком сложна — для этого нужна только функция «log».Калькуляторы на большинстве смартфонов и компьютеров имеют доступную функцию журнала, хотя вам может потребоваться вызвать опцию научного калькулятора.

Потери в децибелах в динамике = 20-кратное логарифм (отношение)

В нашем простом примере отношение напряжения динамика к общему напряжению (или импеданса динамика к общему сопротивлению) составляет 0,8. Используя калькулятор, логарифм 0,8 = -0,0969 умножить на 20 = -1,9 дБ. В калькуляторе потерь в кабеле распределенной акустической системы это значение, указанное для каждого динамика как «потери звукового давления из-за кабеля».Это потери звукового давления динамика по сравнению со схемой без потерь в кабеле.

Расчеты для нескольких динамиков

Хотя приведенный выше пример прост, он демонстрирует принципы, используемые для определения потерь в кабеле с одним или несколькими динамиками. Для каждого дополнительного динамика требуются те же вычисления, что и выше. Есть два основных отличия. Во-первых, начальное напряжение для следующего динамика будет рассчитанным напряжением предыдущего динамика.

Второе отличие заключается в том, как определить полное сопротивление для расчета каждого динамика.Как видно на приведенной выше диаграмме, определить полное сопротивление непросто. По этой причине общее сопротивление в цепи принято определять исходя из общей нагрузки динамиков. То есть, если есть 20 динамиков, каждый по 30 Вт, общая нагрузка составит 600 Вт. Используя закон Ома, общий импеданс 100-вольтного усилителя можно рассчитать как 16,67 Ом (квадрат напряжения, деленный на мощность).

В качестве альтернативы можно рассчитать полное сопротивление одного динамика, равное 333.33 Ом (снова напряжение (100 вольт) в квадрате, разделенное на мощность (30 Вт)). Общий импеданс динамиков 16 x 333,33 Ом, подключенных параллельно, можно рассчитать как 16,67 Ом.

Эта цифра может использоваться для расчета тока в кабеле, идущего к первому динамику, и, следовательно, потери напряжения в кабеле и напряжения на динамике. Однако ток (и потери напряжения) будут уменьшаться для каждого динамика по мере уменьшения количества динамиков. Таким образом, ток в кабеле второго динамика будет определяться сопротивлением остальных 19 динамиков, включенных параллельно.Ток третьего кабеля будет определяться сопротивлением остальных 18 динамиков, включенных параллельно. И так далее. Это метод, использованный в первой версии Калькулятора потерь кабеля распределенной акустической системы.

Версия 1.2 Изменения

Основным изменением в версии 1.2 калькулятора является включение сопротивления кабеля при определении общей нагрузки на усилитель и при определении общего сопротивления для расчетов каждого динамика. В первой версии просто использовалась расчетная нагрузка, определяемая импедансом динамика (как описано выше).Однако, как видно на диаграмме выше, если сопротивление кабеля велико, это будет иметь некоторое влияние на общее сопротивление и, следовательно, общую нагрузку, ток и потери.

В версии 1.2 разница в уровнях между динамиками обычно меньше 0,5 дБ по сравнению с первой версией. Однако сопротивление / импеданс усилителя увеличивается, поэтому требования к мощности и току усилителя немного снижаются. Следовательно, общие потери SPL немного меньше.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *