Выбор кабеля для трехфазной сети

Расчет и выбор сечения провода различными способами

Понимание всех параметров и процессов происходящих с электричеством, является залогом правильного выбора кабеля . Данная статья поэтапно объясняет взаимосвязи физических величин, влияющих на надёжную работу энергосети, её безопасную эксплуатацию.

Известно, что все металлы имеют свободные электроны, которые двигаются при наличии приложенного электрического напряжения, создавая электрический ток. Ударяясь об атомы, они теряют энергию, которая переходит в тепловую. Чем больше ток, — тем гуще поток частиц, и чем меньше поперечный разрез проводника, через который они проходят, тем им «тесней», — столкновения чаще, теряется полезная энергия, увеличивается выделение бесполезного, а зачастую опасного тепла.

Лавина тепла

Важно! При росте температуры, растёт удельное сопротивление, увеличивается выделение тепла, что приводит к лавинообразному процессу быстрого разогрева с катастрофическими последствиями.

Существуют сложные формулы, рассчитывающие тепловой баланс, использующие коэффициент плавления и термический коэффициент сопротивления проводника, для определения площади сечения токопроводящей жилы .

Но, в быту применяются уже готовые таблицы, в которых учтена возможность перегрева кабеля в скрытой проводке — в этом случае для одинаковых значений по току и мощности, сечение предписывается большим для кабеля в плохо вентилируемых и термоизолированных местах, чтобы нагрев не был больше допустимого.

Решение на практике

Осуществляется использованием специальных таблиц, стандартов ПУЭ, по которым происходит выбор сечения кабеля. Значение поперечного сечения проводника выбирают несколькими способами:

  1. Расчет сечения провода по мощности;
  2. Выбор провода по току;
  3. Если провод уже есть, но неизвестного сечения.

Выбор по мощности

На каждом электроприборе указывается его номинальная мощность. Суммируя мощности электроприборов, которые планируется подключать к проектируемой электросети одновременно — получить некоторое число, и по таблице подобрать соответствующее сечение медного или алюминиевого кабеля, выбирая подходящее значение мощности.

Прежде всего необходимо учитывать какая предполагается нагрузка на электропроводку, которую мы собираемся прокладывать. В случае когда на одном участке электросети будет находиться несколько электроприборов, то для подсчета предполагаемой нагрузки мы складываем все их мощности. После подсчета этого показателя мы анализируем способ, каким будем прокладывать электросети (открытый или закрытый), а также воздействие какого температурного режима будет оказываться на провода.

Также рассчитать правильную величину сечения кабеля очень важно по той причине, что ошибки в подсчетах приведут к потерям мощности в проводах. Если для бытовых приборов это не столь существенно, то в промышленных масштабах это может привести к достаточно серьезным растратам.

Итак , берем листок и ручку выписываем все электроприборы находящиеся у Вас в квартире и складываем их мощности :

где P1- это мощность, например, чайника в 1,5 кВт, P2-мощность пылесоса в 1,6 кВт и т.д.

После того как все мощности сложили необходимо суммарную мощность умножить на коэффициент одновременности K=0.8 . Этот коэффициент показывает что в определенный период времени все электроприборы в квартире будут работать , но не продолжительное время , а короткий промежуток времени , это нужно обязательно учитывать , т.к. если вы будете выбирать сечение провода только по мощности вы выберете сечение провода больше , а это может оказаться существенно дороже .

Итак , у нас получается :

После подсчета общей мощности выбираем сечение провода (медный или алюминиевый) в таблице 1 :

Таблица 1 — Выбор сечения провода по мощности

Важно ! Если в будущем вы собираетесь увеличивать нагрузку , то необходимо заранее увеличить сечение провода это замечание применяется для всех способов определения сечения провода.

Смотрите так же:  Электрические схемы с диодами

Выбор по току

В таблице 2 можно найти соответствия сечений к номинальному току. Подбор по этому параметру считается более точным. Необходимо посмотреть в паспорта и на бирки электроприборов, обычно указывается номинальная мощность, и далее проделать те же процедуры что и в выше описанном способе.

Далее по формуле мы определяем ток , который максимально действует в линии и на основании этого выбираем сечение провода (формула применима для однофазной сети 220 В):

где Pобщ. — общая мощность электроприборов (Вт).

Есть возможность измерить амперметром ток для каждого потребителя в отдельности своими руками и далее просто просуммировать ток .

Для этого тестер подключают в разрыв цепи — на практике можно взять кусок сетевого провода с вилкой, подключить одну жилу к клемме розетки, другую подать на измерительный прибор. Другой щуп амперметра подсоединить к свободной клемме розетки, и в неё поочерёдно включать имеющуюся бытовую технику, в разных режимах работы, сверяясь с параметрами, заявленными производителями.

Если у Вас трехфазная сеть , необходимо ток найти по этой формуле :

После того как просуммировали токи электроприборов, выбираем по таблице сечение проводника:

Таблица 2 Соотношение силы тока и сечения проводника

Еще один момент , если в вашей трехфазной сети присутствуют электрические двигатели , то ток этого двигателя определяется по формуле:

где — P это мощность двигателя , n- КПД двигателя (есть на бирке двигателя), COS f- коэффициент мощности (также смотрим на бирку) .

И последнее , в трехфазной сети суммируем рассчитанные токи двигателей и рассчитанные токи электроприборов и выбираем из таблицы 2 сечение проводника.

Нужно учитывать еще один момент — это прокладка кабеля. Она может быть открытого типа или закрытого , соответственно и токовые нагрузки будут различаться, поэтому при выборе сечения провода обратите на это внимание. В таблице 2 вы можете проанализировать этот момент

Провод уже есть

В обратной ситуации, когда имеется кабель, но не видно маркировки, необходимо узнать его номинальный ток и мощность, для этого измеряем диаметр провода штангенциркулем, или микрометром. Можно обойтись линейкой, если жила достаточно гибкая, намотать её на тонкий прут, измерить длину получившейся спирали, разделить на количество витков — результат будет соответствовать диаметру.

По формуле вычисляем площадь поперечного сечения проводника:

где π- 3,14 , D — диаметр проводника, можно взять штангенциркуль и померить диаметр (мм)

Методом подбора по сечению из таблицы 1 , можно узнать, для какой мощности сгодится имеющийся кабель.

Выбирать сечение кабеля лучше с запасом.
Запрещается эксплуатация кабеля, смотанного в бухту(катушку), ввиду её индуктивного сопротивления.

Монтаж алюминиевого кабеля проводить с особой осторожностью — частое сгибание и разгибание продуцирует невидимые трещины, которые уменьшают сечение, в этом месте растёт сопротивление и происходит точечный перегрев.

Проверка по длине

Фактор длины проводника l также увеличивает сопротивление в сети . Им можно пренебречь на небольшом расстоянии, но по мере его увеличения, падение напряжения на нагрузке будет всё ощутимым, и оно может стать ниже номинального значения — 5 %.

Разберем подробнее , во избежание этого, рассчитывают площадь поперечного сечения всего кабеля, допуская некоторое его значение и используя его в формуле определения сопротивления:

где l — длина провода (м), ϱ — удельное сопротивление проводника (Ом*мм²/м) (см. в таблице 2 ), S — площадь поперечного сечения проводника, определяется из вышеописанного способа (мм²)

Таблица 3- удельное сопротивления металлов:


Далее , по закону Ома находим падение напряжения:

где I — это суммарная сила тока в вашей сети (А), R — рассчитанное сопротивление (Ом).

И последнее , определяем потери в сети . Рассчитанное падение напряжения делим на напряжение в сети и умножаем на 100 %.

Смотрите так же:  Провода генератора урал

Если полученное значение превышает 5% от напряжения сети — сечение кабеля необходимо увеличить по в таблице 1.

Выбор сечения кабеля или провода по току

Для того, чтобы эксплуатация электросети была безопасной, сечение кабелей и проводов должно соответствовать общей потребляемой мощности и току. Согласно таким рассуждениям и расчетам можно подобрать, и вводные кабеля (от общей линии к дому), и кабеля к отдельной группе потребителей (электроприборы на кухне, группа электроприборов в ванной).

После того, как собраны все расчетные материалы, и приблизительная нагрузка на будущую линию тока определена, остается только сделать выбор сечения проводника. О том как правильно выбрать сечение кабеля или провода по току мы и поговорим дальше.

Для этого подбора используются стандартные таблицы, где указан тип, вид и значение сечения. По исходным данным подбираются все остальные характеристики провода, но в общем виде порядок выбора выглядит так:

  1. Основные параметры и тип линии (вводная линия, сеть).
  2. Суммарная мощность нагрузки (общая для всей квартиры плюс 2 — 3%).
  3. Ток линии (отдельной ветки для группы проводников).
  4. Аппарат защиты.
  5. Выбор проводника и его параметров.

То есть, данный метод предлагает абстрагироваться от общего к частному. Для внутреннего электроснабжения (в квартире, в доме) питающая линия уже определена, и можно рассматривать распределенные токи по линиям питания розеток и освещения.

Количество жил (проводов) кабеля

Для однофазной сети необходимо три проводника:

  • фаза;
  • нулевой рабочий;
  • защитный провод (заземление).

Для трехфазных сетей кабеля должны содержать пять проводов:

  • фазные провода (три штуки);
  • нулевой рабочий провод;
  • защитный (заземляющий провод).

Если трубы водоснабжения на вашем участке замерзают в зимний период, то советуем воспользоваться греющим кабелем для водопровода, он спасет ситуацию.

Узнать о том правильно подключить двухклавишный выключатель можно прочитав эту статью. В статье рассмотрена схема подключения и рассмотрены нюансы установки.

Расчет сечения кабеля по току

Расчет значения тока для питания отдельной группы потребителей (приборов) различается для сетей с разным количеством фаз.

Однофазная сеть питания

где S – общая мощность потребителей.
где
Трехфазная сеть питания

где S – общая мощность потребителей.

Независимая линия (от электрического двигателя)

, где:

Р — мощность двигателя;
n – КПД двигателя и косинус принимаем за единицу.
Рассчитанное значение показывает максимальный ток, который линия способна проводить, а провода кабеля выдерживать (не перегреваться и не начинать плавить изоляцию) определенное время или, еще его называют, расчетный ток нагрузки.

Выбор аппарата защиты

Принцип действия аппарата защиты (автоматического выключателя) заключается в проведении тока при нормальных условиях работы и быстром автоматическом разъединении сети при возникновении “не нормальных” токов, токов короткого замыкания.

Главным критерием для работы автомата и определения условий “нормальности тока” является значение номинального тока (тока расцепления сети). Это значение тока, на который рассчитаны все бытовые электроприборы, но не выше его. Он не зависит от количества фаз и, чаще всего, его значение выбирают в диапазоне от 16 А до 63 А.

Для рассчитанных линий (кроме линии с электрическим двигателем) выбор автомата основывается на значении тока нагрузки:

    Номинальный ток должен быть больше либо равным току линии.

Для линии освещения выбирают автоматы от 10 А.

Для линий розеток подбираются от 16 А.

Для линий, подающих ток, на мощную бытовую технику (электрическая плита, кондиционер, гидромассажный бокс) выбирают исходя из расчетов.

Выбор проводника для электропроводки

Согласно правилам для квалифицированных электромонтажников только после всего выше сказанного можно корректно подбирать вид и сечения провода кабеля для проводки. Совокупность полученных результатов предоставляет возможность профессионально подобрать кабель. Подбор кабеля по рассчитанному току производится с помощью следующих таблиц:

Смотрите так же:  Кабель в металлорукаве заземление

Таблица для выбора сечения жил кабеля по току для проводника с медной жилой в изоляции различных видов:

Таблица для выбора сечения жил кабеля по току для проводника с алюминиевой жилой в изоляции различных видов:

Обращаем внимания на условия безопасности работы проводника (кабеля):

  • Минимальный нагрев проводника.Условие учитывает нагрев проводника на несколько градусов при прохождении по нему тока, а так же взаимный нагрев (перемножение значений температур) при проведении в одном кабель-канале нескольких линий. Изоляция кабеля так же должна удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом нормальных и послеаварийных режимов работы. Подобные данные зафиксированы в таблицах (ПУЭ, 6 изд., гл. 1.3).
  • Значение максимально возможного тока. Это значение указывает на необходимое сечение для провода кабеля. Максимально возможный ток выбирают равным значению срабатывания автомата (в этом случае и току линии).

Схема подключения проходного двухклавишного выключателя достаточно сложная, но если вникнуть во все детали собрать ее можно и самому.

Если вы все любите делать своими руками, то эта статья поможет вам установить унитаз самостоятельно не прибегая к помощи сантехника.

Схема подключения электросчетчика подробно рассмотрена в этой статье.

Для кабеля большого сечения (от 10 мм2) рассматриваются условия:

  • Соответствие сечения провода на экономическую плотность тока.
  • Минимальные потери напряжения на линии тока (не более 5%).

Только после этого можно воспользоваться нормативными таблицами и выбрать подходящий вариант сечения. Не всегда ток срабатывания автомата равен току линии или расчетному максимальному току, поэтому данный метод является более надежным.

Еще один важный пункт такой методики — проверка правильности выбранного сечения, проверка на термическую устойчивость. Ее проводят аналитическим методом путем расчета токов короткого замыкания. Таким образом, можно проверить все составляющие узлы и оборудование линии тока, а так же установить порог устойчивости к токам короткого замыкания. Эта информация является полезной при подборе и установке дополнительной защиты.

Похожие статьи:

  • Резисторы на 220 вольт Резистор металлокерамический 30W/R50K (0.5 OM) (9) INMIG150, 180 WESTER Самовывоз (8) Рязань г, Яблочкова проезд д.6, пункт выдачи «220 Вольт», оплата при получении Рязань г, Яблочкова проезд д.6, пункт выдачи «220 Вольт», по […]
  • Защита от перенапряжения на стабилитроне Защита от перенапряжения: что выбрать? Защита от коммутационных выбросов напряжения схем на основе тиристоров или транзисторов с полевым управлением – рядовая задача в проектировании практически любого преобразователя. Для выполнения […]
  • Вд1-63 узо 2р 16а 30ма УЗО IEK ВД1-63 2Р 16А 30мА Самовывоз (8) Рязань г, Яблочкова проезд д.6, пункт выдачи «220 Вольт», по предоплате Рязань г, Касимовское ш д.12, пункт выдачи «220 Вольт», по предоплате Пункт выдачи DPD, предоплата Рязань г, […]
  • Прокладка провода на лотках Составление локальных смет на прокладку кабелей и проводов Примеры сметных расчетов на монтаж оптического (ВОЛС), оптоволоконного, силового и UTP-кабеля, провода СИП в траншее, лотке, кабель-канале, гофротрубе, коробе. Составим сметный […]
  • Фонарь налобный 220 вольт Фонарь налобный METABO 657003000 Самовывоз (8) Рязань г, Яблочкова проезд д.6, пункт выдачи «220 Вольт», по предоплате Рязань г, Касимовское ш д.12, пункт выдачи «220 Вольт», по предоплате Пункт выдачи DPD, предоплата Почта […]
  • Крепление провода на вл Воздушные линии электропередачи - Монтаж и эксплуатация кабелей § 8. Воздушные линии электропередачи Воздушной линией электропередачи (ВЛ) называют устройство для передачи электрической энергии по проводам, расположенным на открытом […]