Закрыть

Расчет нагрева кабеля по току: Калькулятор сечения кабеля (провода) по длине, мощности и току / Калькулятор / Элек.ру

Содержание

Расчет сечения кабеля. По мощности, току, длине

Как рассчитать кабель по току, напряжению и длине. Кабели, как известно, бывают разного сечения, материала и с разным количеством жил. Какой из них надо выбрать, чтобы не переплачивать, и одновременно обеспечить безопасную стабильную работу всех электроприборов в доме. Для этого необходимо произвести расчет кабеля. Расчет сечения проводят, зная мощность приборов, питающихся от сети, и ток, который будет проходить по кабелю. Необходимо также знать несколько других параметров проводки.

Основные правила

При прокладке электросетей в жилых домах, гаражах, квартирах чаще всего используют кабель с резиновой или ПВХ изоляцией, рассчитанный на напряжение не более 1 кВ. Существуют марки, которые можно применять на открытом воздухе, в помещениях, в стенах (штробах) и трубах. Обычно это кабель ВВГ или АВВГ с разной площадью сечения и количеством жил.
Применяют также провода ПВС и шнуры ШВВП для подсоединения электрических приборов.

После расчета выбирается максимально допустимое значение сечения из ряда марок кабеля.

Основные рекомендации по выбору сечения находятся в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Выпущено 6-е и 7-е издания, в которых подробно описывается, как прокладывать кабели и провода, устанавливать защиту, распределяющие устройства и другие важные моменты.

За нарушение правил предусмотрены административные штрафы. Но самое главное состоит в том, что нарушение правил может привести к выходу из строя электроприборов, возгоранию проводки и серьезным пожарам. Ущерб от пожара измеряется порой не денежной суммой, а человеческими жертвами.

Важность правильного выбора сечения

Почему расчет сечения кабеля так важен? Чтобы ответить, надо вспомнить школьные уроки физики.

Ток протекает по проводам и нагревает их. Чем сильнее мощность, тем больше нагрев. Активная мощность тока вычисляют по формуле:
P=U*I* cos φ=I²*R

R – активное сопротивление.

Как видно, мощность зависит от силы тока и сопротивления. Чем больше сопротивление, тем больше выделяется тепла, то есть тем сильнее провода нагреваются. Аналогично для тока. Чем он больше, тем больше греется проводник.

Сопротивление в свою очередь зависит от материала проводника, его длины и площади поперечного сечения.

R=ρ*l/S

ρ – удельное сопротивление;

l – длина проводника;

S– площадь поперечного сечения.

Видно, что чем меньше площадь, тем больше сопротивление. А чем больше сопротивление, тем проводник сильнее нагревается.

Площадь рассчитывается по формуле:
S=π*d²/4

d – диаметр.

Не стоит также забывать удельное сопротивление. Оно зависит от материала, из которого сделаны провода. Удельное сопротивление алюминия больше, чем меди. Значит, при одинаковой площади сильнее нагреваться будет алюминий. Сразу становится понятно, почему алюминиевые провода рекомендуют брать большего сечения, чем медные.

Чтобы каждый раз не вдаваться в длинный расчет сечения кабеля, были разработаны нормы выбора сечения проводов в таблицах.

Расчет сечения провода по мощности и току

Расчет сечения провода зависит от суммарной мощности, потребляемой электрическими приборами в квартире. Ее можно рассчитать индивидуально, или воспользоваться средними характеристиками.

Для точности расчетов составляют структурную схему, на которой изображены приборы. Узнать мощность каждого можно из инструкции или прочитать на этикетке. Наибольшая мощность у электрических печек, бойлеров, кондиционеров. Суммарная цифра должна получиться в диапазоне приблизительно 5-15 кВт.

Зная мощность, по формуле определяют номинальную силу тока:
I=(P*K)/(U*cos φ)

P – мощность в ваттах

U=220 Вольт

K=0,75 – коэффициент одновременного включения;

cos φ=1 для бытовых электроприборов;

Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:
I=P/(U*√3*cos φ)

U=380 Вольт

Рассчитав ток, надо воспользоваться таблицами, которые представлены в ПУЭ, и определить сечение провода. В таблицах указан допустимый длительный ток для медных и алюминиевых проводов с изоляцией различного типа. Округление всегда производят в большую сторону, чтобы был запас.

Можно также обратиться к таблицам, в которых сечение рекомендуют определять только по мощности.

Разработаны специальные калькуляторы, по которым определяют сечение, зная потребляемую мощность, фазность сети и протяженность кабельной линии. Следует обращать внимание на условия прокладки (в трубе или на открытом воздухе).

Влияние длины проводки на выбор кабеля

Если кабель очень длинный, то возникают дополнительные ограничения по выбору сечения, так как на протяженном участке происходят потери напряжения, которые в свою очередь приводят к дополнительному нагреву. Для расчета потерь напряжения используют понятие «момент нагрузки». Его определяют как произведение мощности в киловаттах на длину в метрах. Далее смотрят значение потерь в таблицах. Например, если потребляемая мощность составляет 2 кВт, а длина кабеля 40 м, то момент равняется 80 кВт*м. Для медного кабеля сечением 2,5 мм². это означает, что потери напряжения составляют 2-3%.

Если потери будут превышать 5%, то необходимо брать сечение с запасом, больше рекомендованного к использованию при заданном токе.

Расчетные таблицы предусмотрены отдельно для однофазной и трехфазной сети. Для трехфазной момент нагрузки увеличивается, так как мощность нагрузки распределяется по трем фазам. Следовательно, потери уменьшаются, и влияние длины уменьшается.

Потери напряжения важны для низковольтных приборов, в частности, газоразрядных ламп. Если напряжение питания составляет 12 В, то при потерях 3% для сети 220 В падение будет мало заметно, а для низковольтной лампы оно уменьшится почти вдвое. Поэтому важно размещать пускорегулирующие устройства максимально близко к таким лампам.

Расчет потерь напряжения выполняется следующим образом:
∆U = (P∙r0+Q∙x0)∙L/ Uн

P — активная мощность, Вт.

Q — реактивная мощность, Вт.

r0 — активное сопротивление линии, Ом/м.

x0 — реактивное сопротивление линии, Ом/м.

– номинальное напряжение, В. (оно указывается в характеристиках электроприборов).

L — длинна линии, м.

Ну а если попроще для бытовых условий:
ΔU=I*R

R – сопротивление кабеля, рассчитывается по известной формуле R=ρ*l/S;

I – сила тока, находят из закона Ома;

Допустим, у нас получилось, что I=4000 Вт/220 В=18,2 А.

Сопротивление одной жилы медного провода длиной 20 м и площадью 1,5 мм кв. составило

R=0,23 Ом. Суммарное сопротивление двух жил равняется 0,46 Ом.

Тогда ΔU=18,2*0,46=8,37 В

В процентном соотношении

8,37*100/220=3,8%

На длинных линиях от перегрузок и коротких замыканий устанавливают автоматические выключатели с тепловыми и электромагнитными расцепителями.

Похожие темы:

Расчет сечения кабеля по мощности, току

Расчет сечения кабеля

Как известно, кабели отличаются между собой количеством жил, материалом изготовления, а также размером сечения. Часто, особенно перед новичками в этом деле, встает вопрос о том, какой кабель выбрать, чтоб одновременно обеспечить стабильную и безопасную работу электроприборов в доме, и не заплатить при этом лишних денег. Ответ прост – требуется выполнить расчет сечения кабеля. Расчет этот проводится, когда известна мощность домашней техники и ток, который будет проходить по этому кабелю. Нужны и некоторые дополнительные сведения о проводах.

Кабель ААШвЭ-110

Кабель ААШвЭ-110 разработан для передачи электрической энергии к электрофильтрам (механизмам пылеулавливания). Подходит для использования в местах с умеренным и холодным климатами. Может устанавливаться внутри любых помещений. Успешно функционирует в тоннелях и каналах при условии отсутствия растягивающих нагрузок.

Заказать

Что нужно помнить в первую очередь

В процессе прокладывания электросетей в гараже, квартире или частном доме чаще всего используются кабели с изоляционной оплеткой из резины или поливинилхлорида, который рассчитан на уровень напряжения, не превышающий одного киловольта. Есть марки, которые допустимо использовать на воздухе, в помещении и в стенах. Обычно это кабели АВВГ либо ВВГ с разной площадью сечения и числом жил. Дополнительно используются ПВС и ШВВП для подсоединения электроприборов.

После выполнения расчета избирается максимальное значение сечения из перечня марок кабеля. В «Правилах устройства электроустановок» во всех подробностях описаны рекомендации касательно выбора сечения провода, правила укладки, установки защиты и прочие важные детали.

За нарушение этих правил предусмотрено наказание в виде административных штрафов. Но основная проблема не в этом. Нарушение правил приводит к поломке электрических приборов и может закончиться даже возгоранием.

Почему так важно выбрать правильное сечение

Для того чтоб дать более четкий ответ на этот вопрос, придется обратиться к школьному курсу физики. Ток идет по проводам и нагревает их. Чем выше уровень мощности, тем сильнее нагрев. Активную мощность тока можно определить, руководствуясь формулой:

  • P=UI cos =I2*R
  • Где R – это активное сопротивление.

Уровень мощности зависим от силы тока и сопротивления. Чем выше степень сопротивления, тем сильнее нагреваются провода. Это же актуально и для тока. Чем он больше, тем сильнее нагревается проводник.

Сопротивление же зависит от материала, из которого изготовлен кабель, длины, а также площади сечения. Если взглянуть на формулу:

  • R=*l/S
  • Где:
  • – это удельное сопротивление;
  • l – длина проводника;
  • S – площадь поперечного сечения.

Кабель МРШНМнг(A)-HF

Кабель МРШНМнг(A)-HF используется для создания линий трансляции сигналов на водных транспортных средствах, плавучих и прибрежных сооружениях. Поддерживается монтаж внутри помещений, а также на палубе при защищенности от ультрафиолетового излучения.

Заказать

Становится понятно, что сопротивление тем выше, чем меньше площадь. А с повышением сопротивления растет и нагрев проводника. Если вы выбрали провод для покупки и измеряете диаметр, помните о том, что площадь вычисляется так:

  • S=*d2/4
  • Где d – это диаметр.

Не стоит сбрасывать со счетов и удельное сопротивление. Его уровень напрямую зависит от материала, из которого изготовлен провод. К примеру, у алюминия оно больше, чем у меди. Значит при одном и том же значении площади, алюминий будет нагреваться сильнее. Это дает понять причину, почему алюминиевые провода советуют приобретать с большим сечением, чем у медных.

Для удобства пользователей, которым не досуг каждый раз проводить расчет провода, были созданы таблицы норм выбора сечения проводов.

Как рассчитать сечение кабеля по мощности и току

При расчете сечения кабеля следует обратить внимание на общую мощность, которую потребляют электроприборы в доме. Можно выполнить индивидуальный расчет мощности или же взять приблизительные параметры.

Для более точного расчета составляется структурная схема, на которой изображаются электроприборы. Узнать уровень мощности каждого из них легко, обратив внимание на специальную наклейку или же в инструкции к прибору. Наибольшим уровнем мощности обладают бойлеры, кондиционеры и электроплиты. Общая цифра должна получиться примерно в районе от 5-ти до 15-ти киловатт.

Уже зная уровень мощности, номинальную силу тока можно вычислить по такой формуле:

  • I=(PK)/(Ucos)
  • Где:
  • P – это мощность в ваттах
  • U=220 Вольт
  • K=0,75 – коэффициент одновременного включения;
  • cos =1 для бытовых электроприборов;

Но есть небольшое отличие. Если сеть трехфазная, то воспользоваться необходимо такой формулой:

  • I=P/(U√3cos)
  • Где U=380 Вольт

Кабель ВБбШнг-ХЛ

Кабель ВБбШнг-ХЛ разработан для распределения электроэнергии. Эксплуатируется в сухих и сырых местах. Подходит для кабельных эстакад и блоков. Может устанавливаться на улице. Благодаря морозостойкой оболочке, изделие активно используется в районах Крайнего Севера. Работаетет в умеренном, холодном и тропическом климатах.

Заказать

Выполнив расчет тока, можно заглянуть в таблицы, которые отпечатаны в «Правилах устройства электроустановок», чтоб определить сечение провода. В этих таблицах обозначены допустимые значения длительного тока для проводов из алюминия и меди с различной изоляционной оплеткой. Округлять получившееся значение лучше в большую сторону, для запаса. Дополнительно можно заглянуть в таблицу расчета сечения кабеля по мощности.

Расчёт сечения провода. Теория

При монтаже электроустановок различного назначения, в том числе и солнечных электростанций особое внимание следует уделить выбору сечения проводников. Заниженное сечение кабеля приводит к потерям энергии из - за нагрева и зачастую становится причиной возгорания. Завышенное сечение провода влечет необоснованное удорожание системы.

Площадь сечения проводника должна соответствовать величине протекаемого тока

В бытовых сетях переменного тока 220 Вольт сечение проводов очень редко превышает 6 мм², так как ток обычно не больше 50 Ампер. Мощные нагрузки обычно стараются распределить по нескольким фазам. 

В солнечных электростанциях имеется низковольтная часть постоянного тока, которая может быть выполнена проводом  25, 50, или даже 100 мм², в зависимости от мощности и напряжения системы. Самый большой ток протекает в цепи аккумуляторной батареи и преобразователя напряжения (инвертора).

Чтобы рассчитать сечение кабеля, нужно получить ток, разделив мощность на напряжение системы, и подобрать сечение токопроводящей жилы. Поможет Вам в этом таблица, расположенная ниже. 

Приведем пример: Если мощность инвертора 3кВт и напряжение системы 12 Вольт, ток в низковольтной цепи составит 3000/12=250 Ампер, и если провод проложен открыто, то его сечение должно составлять не менее 70 мм2. Если использовать инвертор той же мощности, но уже на 24 Вольт, ток получим в два раза меньше, 125 Ампер и, соответственно, сечение провода 25 мм².

Поэтому преобразователи напряжения высокой мощности, как правило, рассчитаны на входное напряжение 24 или 48 Вольт. Не сложно определить максимальный ток в контуре солнечных панелей. Если фотоэлектрические модули соединены последовательно, то следует взять ток короткого замыкания для одного модуля. Если же солнечные батареи соединены параллельно, ток короткого замыкания одной панели нужно умножить на количество солнечных модулей. Руководствуясь данным принципом можно рассчитать ток для любой системы солнечных модулей. 

Предельный ток в контуре «контроллеры заряда – аккумуляторы» следует принять равным номиналу контроллера.

Табл.1 Допустимый ток для кабелей с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией и медными жилами

Данные приведены из ПУЭ7, «Правила устройства электроустановок», Издание 7. Все значения приняты для:

  • температуры жил +65 °С;
  • температуры окружающего воздуха +25 °С;
  • температуры земли +15°С.

Их следует применять независимо от количества используемых труб, места их прокладки (в воздухе, в перекрытиях или фундаментах). Допустимые длительные токи для кабелей, проложенных в коробах и в лотках пучками, должны быть рассчитаны как для кабелей, проложенных в трубах.

 

формулы, таблицы, примеры расчетов, правила выбора сечения проводов

Умение правильно выбрать сечение кабеля со временем может пригодиться каждому, и для этого необязательно быть квалифицированным электриком. Неверно рассчитав кабель, можно подвергнуть себя и своё имущество серьёзному риску — чересчур тонкие провода будут сильно греться, что может привести к появлению возгорания.

Для чего нужен расчёт сечения кабеля

В главную очередь, проведение этой несильно сложной процедуры необходимо для обеспечения безопасности как самого помещения, так и находящихся в нём людей. На сегодня человечеством не изобретено более удобного метода распределения и доставки электрической энергии до потребителя, как по проводам. Людям практически ежедневно необходимы услуги электрика — кто-то нуждается в подключении розетки, кому-то необходимо установить светильник и т. д. Из этого выходит, что с операцией подбора требуемого сечения связана даже такая, казалось бы, незначительная процедура, как установка нового светильника. Что же тогда говорить о подключении электрической плиты или водонагревателя?

Несоблюдение норм может привести к нарушению целостности проводки, что нередко становится причиной короткого замыкания или даже поражения электрическим током.

Если при выборе сечения кабеля допустить ошибку, и приобрести кабель с меньшей площадью проводника, то это приведёт к постоянному нагреву кабеля, что станет причиной разрушения его изоляции. Естественно, все это негативно влияет на продолжительность эксплуатации проводки — нередки случаи, когда через месяц после успешного монтажа электропроводка переставала работать, и требовалось вмешательство специалиста.

Следует помнить, что от правильно подобранного значения сечения кабеля напрямую зависит электро и пожаробезопасность в здании, а значит, и жизнь самих жильцов.

Конечно, каждый собственник желает как можно больше сэкономить, но не стоит делать это ценой своей жизни, ставя её под угрозу — ведь в результате короткого замыкания может случиться пожар, который вполне может уничтожить все имущество.

Во избежание этого, перед началом электромонтажных работ следует подобрать кабель оптимального сечения. Для подбора необходимо учитывать несколько факторов:

  • общее количество электротехнических устройств, находящихся в помещении;
  • совокупную мощность всех приборов и потребляемую ими нагрузку. К полученному значению следует добавить «про запас» 20–30%;
  • затем, путём нехитрых математических расчётов, перевести полученное значение в сечение провода, учитывая при этом материал проводника.

Внимание! Ввиду более низкой электропроводимости, провода с алюминиевыми жилами должны приобретаться с большим сечением, нежели медные.

Что влияет на нагрев проводов

Если во время эксплуатации бытовых приборов нагревается проводка, то следует незамедлительно принять все необходимые меры для устранения этой проблемы. Факторов, влияющих на нагрев проводов, существует немало, но к основным можно отнести следующие:

  1. Недостаточная площадь сечения кабеля. Выражаясь доступным языком, можно сказать так — чем толще будут у кабеля жилы, тем больший ток он может передавать, не греясь при этом. Величина этого значения указывается в маркировке кабельной продукции. Также можно измерить сечение самостоятельно при помощи штангенциркуля (следует убедиться, что провод не находится под напряжением) или по марке провода.
  2. Материал, из которого изготовлен провод. Медные жилы лучше передают напряжение до потребителя, и обладают меньшим сопротивлением, по сравнению с алюминиевыми. Естественно, они меньше греются.
  3. Тип жил. Кабель может быть одножильным (жила состоит из одного толстого стержня) или многожильным (жила состоит из большого числа маленьких проводков). Многожильный кабель более гибкий, но существенно уступает одножильному по допустимой силе передаваемого тока.
  4. Способ укладки кабеля. Плотно уложенные провода, находящиеся при этом в трубе, греются ощутимо сильнее, нежели открытая проводка.
  5. Материал и качество изоляции. Недорогие провода, как правило, имеют изоляцию низкого качества, что отрицательно сказывается на их устойчивости к воздействию высоких температур.

Как делается расчёт потребляемой мощности

Рассчитать приблизительное сечение кабеля можно и самостоятельно — необязательно прибегать к помощи квалифицированного специалиста. Полученные в результате расчётов данные можно использовать для покупки провода, однако, сами электромонтажные работы следует доверять только опытному человеку.

Последовательность действий при расчёте сечения такова:

  1. Составляется подробный список всех находящихся в помещении электрических приборов.
  2. Устанавливаются паспортные данные потребляемой мощности всех найденных устройств, после чего определяется непрерывность работы того или иного оборудования.
  3. Выявив значение потребляемой мощности от устройств, работающих постоянно, следует суммировать это значение, добавив к нему коэффициент, равный значению периодически включающийся электроприборов (то есть, если прибор будет работать всего 30% времени, то следует прибавить треть от его мощности).
  4. Далее ищем полученные значения в специальной таблице расчёта сечения провода. Для большей гарантии рекомендуется к полученному значению потребляемой мощности добавить 10-15%.

Для определения необходимых вычислений по подбору сечения кабелей электропроводки согласно их мощности внутри сети важно использовать данные о количестве электрической энергии, потребляемой устройствами и приборами тока.

На этом этапе необходимо учесть очень важный момент – данные электропотребляемых приборов дают не точное, а приближенное, усредненное значение. Поэтому к такой отметке необходимо добавлять около 5% от параметров, указанных компанией-производителем оборудования.

Большинство далеко не самых компетентных и квалифицированных электриков уверены в одной простой истине – для того, чтобы правильно провести электрические провода для источников освещения (к примеру, для светильников), необходимо брать провода с сечением, равным 0,5 мм², для люстр – 1,5 мм², а для розеток – 2,5 мм².

Об этом думают и так считают только некомпетентные электрики. Но что, если, например, в одном помещении одновременно работают микроволновка, чайник, холодильник и освещение, для которых нужны провода с разным сечением? Это может привести, к самым разным ситуациям: короткому замыканию, быстрой порче проводки и изоляционного слоя, а также к возгоранию (это редкий случай, но все же возможный).

Точно такая же не самая приятная ситуация может произойти, если человек будет подключать к одной и той же розетке мультиварку, кофеварку и, допустим, стиральную машину.

Особенности расчёта мощности скрытой проводки

Если проектной документацией подразумевается использование скрытой проводки, то необходимо приобретать кабельную продукцию «с запасом» — к полученному значению сечения кабеля следует прибавить порядка 20–30%. Это делается во избежание нагрева кабеля в процессе эксплуатации. Дело в том, что в условиях стеснённого пространства и отсутствия доступа воздуха нагрев кабеля происходит значительно интенсивнее, чем при монтаже открытой проводки. Если же в закрытых каналах предусматривается укладка не одного кабеля, а сразу нескольких, то следует увеличить сечение каждого провода не менее чем на 40%. Также не рекомендуется плотно укладывать различные провода — в идеале каждый кабель должен находиться гофротрубе, обеспечивающей его дополнительную защиту.

Важно! Именно по значению потребляемой мощности профессиональные электрики ориентируются при выборе сечения кабеля, и только такой способ является корректным.

Как рассчитать сечения кабеля по мощности

При достаточном значении сечения кабеля электрический ток будет проходить до потребителя, не вызывая нагрева. Почему происходит нагрев? Постараемся объяснить максимально доступно. К примеру, в розетку включён чайник потребляемой мощностью 2 киловатта, но идущий к розетке провод может передать для него ток мощностью только 1 киловатт. Пропускная способность кабеля связана с сопротивлением проводника — чем оно больше, тем меньший ток может передаваться по проводу. В результате высокого сопротивления в проводке и происходит нагрев кабеля, постепенно разрушающий изоляцию.

При соответствующем сечении электрический ток доходит до потребителя в полном объёме, и нагревание провода не происходит. Поэтому, проектируя электропроводку, следует учитывать потребляемую мощность каждого электрического прибора. Это значение можно узнать из технического паспорта на электроприбор или из наклеенной на нём этикетки. Суммируя максимальные значения и используя нехитрую формулу:

I=(P1+P2+...+Pn)/220

и получаем значение общей силы тока.

Pn обозначает указанную в паспорте мощность электроприбора, 220 - номинальный вольтаж.

Для трехфазной системы (380 В) формула выглядит так:

I=(P1+P2+....+Pn)/√3/380.

Полученное значение I измеряется в Амперах, и на основании него и подбирается соответствующее сечение кабеля.

Известно, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 А/мм, для алюминиевого кабеля значение пропускной способности составляет 8 А/мм.

Для того чтоб рассчитать сечение кабеля нужно величину тока разделить на 8 или 10, в зависимости от вида кабеля. Полученный результат и будет размером сечения кабеля.

Например рассчитаем величину сечения кабеля для подключения стиральной машины, потребляемая мощность которой составляет 2400 Вт.

I=2400 Вт/220 В=10,91 А, округлив получаем 11 А.

Дальше, чтоб увеличить запас прочности, согласно правилу "пяти ампер" к полученному значению силы тока нужно прибавить еще 5 А:

11 А+5 А=16 А.

Если учитывать, что в квартирах используют трехжильные кабеля и посмотреть по таблице, то к 16 А близкое значение 19 А, поэтому для установки стиральной машины потребуется провод, сечение которого не меньше 2 мм².

Таблица сечения кабеля относительно величины силы тока

Сечение токо-
прово-
дящей жилы(мм2)
  Ток(А), для проводов, проложенных
  Откры-
то
  в одной трубе
  двух одно-
жильных
трех одно-
жильных
четырех одно-
жильных
одного двух-
жильного
одного трех-
жильного
0,5 11 - - - - -
0,75 15 - - - - -
1 17 16 15 14 15 14
1,2 20 18 16 15 16 14,5
1,5 23 19 17 16 18 15
2 26 24 22 20 23 19
2,5 30 27 25 25 25 21
3 34 32 28 26 28 24
4 41 38 35 30 32 27
5 46 42 39 34 37 31
6 50 46 42 40 40 34
8 62 54 51 46 48 43
10 80 70 60 50 55 50
16 100 85 80 75 80 70
25 140 115 100 90 100 85
35 170 135 125 115 125 100
50 215 185 170 150 160 135
70 270 225 210 185 195 175
95 330 275 255 225 245 215
120 385 315 290 260 295 250
150 440 360 330 - - -
185 510 - - - - -
240 605 - - - - -
300 695 - - - - -
400 830 - - - - -

Как выбрать сечения проводника

Существует ещё несколько критериев, которым должно соответствовать сечение используемых проводов:

  1. Длина кабеля. Чем больше провод по длине, тем большие в нём наблюдаются потери тока. Это происходит опять-таки в результате увеличения сопротивления, нарастающего по мере увеличения длины проводника. Особенно это ощущается при использовании алюминиевой проводки. При применении медных проводов для организации электропроводки в квартире, длина, как правило, не учитывается — стандартного запаса в 20–30% (при скрытой проводке) с лихвой достаточно, чтобы компенсировать возможные увеличения сопротивления, связанные с длиной провода.
  2. Тип используемых проводов. В бытовом электроснабжении используются 2 типа проводников — на основе меди или алюминия. Медные провода качественнее и обладают меньшим сопротивлением, но зато алюминиевые дешевле. При полном соответствии нормам, алюминиевая проводка справляется со своими задачами не хуже медной, так что необходимо тщательно взвесить свой выбор перед покупкой провода.
  3. Конфигурация электрощита. Если все провода, питающие потребителей, подключены к одному автомату, то именно он и будет являться слабым местом в системе. Сильная нагрузка приведёт к нагреву клеммных колодок, а несоблюдение номинала к его постоянному срабатыванию. Рекомендуется разделять электропроводку на несколько «лучей» с установкой отдельного автомата.

Для того, чтобы определить точные данные для выбора сечения кабелей электрической проводки, необходимо учитывать любые, даже самые незначительные параметры, такие как:

  1. Вид и тип изоляции электрической проводки;
  2. Длина участков;
  3. Способы и варианты прокладки;
  4. Особенности температурного режима;
  5. Уровень и процент влажности;
  6. Максимально возможная величина перегрева;
  7. Разница в мощностях всех приемников тока, относящихся к одной и той же группе. Все эти и многие другие показатели позволяют значительно увеличить эффективность и пользу от использования энергии в любых масштабах. Кроме того, правильные расчеты помогут избежать случаев перегревания или быстрого истирания изоляционного слоя.

Для того, чтобы правильно определить оптимальное кабельное сечение для любых человеческих бытовых нужд, необходимо во всех общих случаях использовать стандартизированные следующие правила:

  • для всех розеток, которые будут монтироваться в квартире, необходимо использовать провода с соответствующим сечением в 3,5 мм²;
  • для всех элементов точечного освещения необходимо использовать кабеля электрической проводки с сечением в 1,5 мм²;
  • что же касается приборов повышенной мощности, то для них следует использовать кабеля с сечением в 4-6 мм².

Если в процессе монтажа или расчетов возникают некоторые сомнения, лучше не действовать вслепую. Идеальным вариантом будет обратиться к соответствующей таблице расчетов и стандартов.

Таблица сечения медного кабеля

Сечение жил, проводящих ток (мм) Медные жилы проводов и кабелей
Напряжение 220 В Напряжение 380 В
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

Таблица сечения алюминиевого кабеля

Сечение жил, проводящих ток (мм) Алюминиевые жилы проводов и кабелей
Напряжение 220 В Напряжение 380 В
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

От верно подобранного сечения кабеля напрямую зависит безопасность объекта — поэтому необходимо подойти к процедуре выбора со всей ответственностью. Рекомендуется также проконсультироваться со специалистами перед приобретением проводов — опытный электрик подскажет наиболее оптимальный вариант.

Экономия при покупке часто выходит боком — нередко владельцы квартир или домов приобретают алюминиевый кабель взамен медного, не учитывая тот факт, что его сечение должно быть больше. В итоге смонтированная электропроводка сильно греется, и в течение достаточно малого времени требуется полная замена проводов, что не слабо ударит по кошельку собственника жилья. К тому же, это ещё и чрезвычайно опасно - многие любители сэкономить остались в итоге без крыши над головой.

Если возникли сомнения в собственных силах, рекомендуется обратиться к специалисту — только в этом случае можно гарантировать безопасность для жильцов и продолжительность работы новой электропроводки.

Расчет сечения кабеля

Таблицы ПУЭ и ГОСТ 16442-80


Выбор сечения провода по нагреву и потерям напряжения.

ПУЭ, Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров
с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке)
открыто
(в лотке)
1 + 1
(два 1ж)
1 + 1 + 1
(три 1ж)
1 + 1 + 1 + 1
(четыре 1ж)
1*2
(один 2ж)
1*3
(один 3ж)
0,5 11 - - - - -
0,75 15 - - - - -
1,00 17 16 15 14 15 14
1,5 23 19 17 16 18 15
2,5 30 27 25 25 25 21
4,0 41 38 35 30 32 27
6,0 50 46 42 40 40 34
10,0 80 70 60 50 55 50
16,0 100 85 80 75 80 70
25,0 140 115 100 90 100 85
35,0 170 135 125 115 125 100
50,0 215 185 170 150 160 135
70,0 270 225 210 185 195 175
95,0 330 275 255 225 245 215
120,0 385 315 290 260 295 250
150,0 440 360 330 - - -
185,0 510 - - - - -
240,0 605 - - - - -
300,0 695 - - - - -
400,0 830 - - - - -
Сечение токопроводящей жилы, мм2 открыто
(в лотке)
1 + 1
(два 1ж)
1 + 1 + 1
(три 1ж)
1 + 1 + 1 + 1
(четыре 1ж)
1 * 2
(один 2ж)
1 * 3
(один 3ж)
Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке)

ПУЭ, Таблица 1.3.5. Допустимый длительный ток для проводов
с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке)
открыто
(в лотке)
1 + 1
(два 1ж)
1 + 1 + 1
(три 1ж)
1 + 1 + 1 + 1
(четыре 1ж)
1*2
(один 2ж)
1*3
(один 3ж)
2 21 19 18 15 17 14
2,5 24 20 19 19 19 16
3 27 24 22 21 22 18
4 32 28 28 23 25 21
5 36 32 30 27 28 24
6 39 36 32 30 31 26
8 46 43 40 37 38 32
10 60 50 47 39 42 38
16 75 60 60 55 60 55
25 105 85 80 70 75 65
35 130 100 95 85 95 75
50 165 140 130 120 125 105
70 210 175 165 140 150 135
95 255 215 200 175 190 165
120 295 245 220 200 230 190
150 340 275 255 - - -
185 390 - - - - -
240 465 - - - - -
300 535 - - - - -
400 645 - - - - -
Сечение токопроводящей жилы, мм2 открыто
(в лотке)
1 + 1
(два 1ж)
1 + 1 + 1
(три 1ж)
1 + 1 + 1 + 1
(четыре 1ж)
1 * 2
(один 2ж)
1 * 3
(один 3ж)
Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке)

ПУЭ, Таблица 1.3.6. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
1,5 23 19 33 19 27
2,5 30 27 44 25 38
4 41 38 55 35 49
6 50 50 70 42 60
10 80 70 105 55 90
16 100 90 135 75 115
25 140 115 175 95 150
35 170 140 210 120 180
50 215 175 265 145 225
70 270 215 320 180 275
95 325 260 385 220 330
120 385 300 445 260 385
150 440 350 505 305 435
185 510 405 570 350 500
240 605 - - - -

ПУЭ, Таблица 1.3.7. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
2,5 23 21 34 19 29
4 31 29 42 27 38
6 38 38 55 32 46
10 60 55 80 42 70
16 75 70 105 60 90
25 105 90 135 75 115
35 130 105 160 90 140
50 165 135 205 110 175
70 210 165 245 140 210
95 250 200 295 170 255
120 295 230 340 200 295
150 340 270 390 235 335
185 390 310 440 270 385
240 465 - - - -

ПУЭ, Таблица 1.3.8. Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
0.5 - 12 -
0.75 - 16 14
1 - 18 16
1.5 - 23 20
2.5 40 33 28
4 50 43 36
6 65 55 45
10 90 75 60
16 120 95 80
25 160 125 105
35 190 150 130
50 235 185 160
70 290 235 200

ГОСТ 16442-80, Таблица 23. Допустимые токовые нагрузки кабелей до 3КВ включ. с медными жилами с изоляцией из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката, А*

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в земле в воздухе в земле в воздухе в земле
1,5 29 32 24 33 21 28
2,5 40 42 33 44 28 37
4 53 54 44 56 37 48
6 67 67 56 71 49 58
10 91 89 76 94 66 77
16 121 116 101 123 87 100
25 160 148 134 157 115 130
35 197 178 166 190 141 158
50 247 217 208 230 177 192
70 318 265 - - 226 237
95 386 314 - - 274 280
120 450 358 - - 321 321
150 521 406 - - 370 363
185 594 455 - - 421 406
240 704 525 - - 499 468

ГОСТ 16442-80, Таблица 24. Допустимые токовые нагрузки кабелей до 3КВ включ. с алюминиевыми жилами с изоляцией из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката, А*

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в земле в воздухе в земле в воздухе в земле
2.5 30 32 25 33 51 28
4 40 41 34 43 29 37
6 51 52 43 54 37 44
10 69 68 58 72 50 59
16 93 83 77 94 67 77
25 122 113 103 120 88 100
35 151 136 127 145 106 121
50 189 166 159 176 136 147
70 233 200 - - 167 178
95 284 237 - - 204 212
120 330 269 - - 236 241
150 380 305 - - 273 278
185 436 343 - - 313 308
240 515 396 - - 369 355

* Токи относятся к проводам и кабелям как с нулевой жилой, так и без нее.

Сечения приняты из расчета нагрева жил до 65°С при температуре окружающей среды +25°С. При определении количества проводов, прокладываемых в одной трубе, нулевой рабочий провод четырехпроводной системы трехфазного тока (или заземляющий провод) в расчет не входит.

Токовые нагрузки для проводов, проложенных в лотках (не в пучках), такие же, как и для проводов, проложенных открыто.

Если количество одновременно нагруженных проводников, проложенных в трубах, коробах, а также в лотках пучками, будет более четырех, то сечение проводников нужно выбирать как для проводников, проложенных открыто, но с введением понижающих коэффициентов для тока: 0,68 при 5 и 6 проводниках, 0,63 - при 7-9, 0,6 - при 10-12.

критерии выбора сечений кабеля и причины нагрева, токовый расчёт и применение таблиц

Движение зарядов внутри проводника вызывает его разогрев. В сложных условиях работают электрические кабеля, их выбирают по рабочей нагрузке и длительно допустимому току. Существуют методики, позволяющие самостоятельно рассчитать параметры жил, проводов и оболочек шнуров. В практической деятельности чаще прибегают к помощи таблиц, рекомендуемых правилами ПУЭ – устройства электроустановок.

Критерии выбора

Проектирование энергосети начинают с характеристик предполагаемого к монтажу оборудования и передаточных средств. Основные из них – шнуры и провода. Для предупреждения разрушения кабеля из-за длительной эксплуатации под нагрузкой необходимо правильно выбрать его параметры.

Основные критерии оценки работоспособности схемы:

  1. значения рабочего и длительно допустимого тока;
  2. мощность приёмников электроэнергии;
  3. сетевое напряжение.

Источник нагрева проводников – своеобразное трение, возникающее при соприкосновении движущихся электронов с кристаллической решёткой металла. Преимущество заключается в использовании принципа тепловыделения в различных нагревательных приборах: утюгах, чайниках и калориферах. Недостаток выражается вероятностью разрушения оболочки кабеля при высокой температуре и его возгоранию, приведению в негодность оборудования и электротехники.

Причин перегрева много, но чаще он возникает из-за неправильного выбора сечения проводника и слабых контактов на присоединительных устройствах. В первом случае действуют по следующей схеме.

При нахождении в цепи нескольких потребителей их нагрузка суммируется с запасом 30-40% для правильного выбора сечения передаточных линий на каждом участке и на вводе от генерирующего источника. По установленной мощности и напряжению сети определяют длительно допустимый ток кабеля, от него зависит выбор сечения отдельных жил. После этого выясняют условия эксплуатации сети: температуру окружающей среды и способ укладки – в земле, коробе или на открытом пространстве.

Другой фактор проявляется в распределительных шкафах, щитках, разъединителях и автоматических выключателях. При неполном прилегании клемм и проводников происходит нагрев до степени разрушения устройства. Эта причина устраняется периодическим контролем состояния и подтягиванием соединений, применением специальных клеммников.

Длительно допустимая токовая нагрузка по сечению кабеля – это величина тока, при которой температура достигает максимально разрешённого значения. Для разных марок изделий, внешних условий и режима эксплуатации устанавливают соответствующий размер допустимой нагрузки.

Определение предельного тока

Правильно выбранное сечение жил кабеля исключает перегрев от перемещающихся электронов при наименьшем расходе цветных металлов. Медные шнуры применяются в электротехнике чаще других, поскольку обладают лучшей проводимостью.

Допустимый ток определяют по формуле: I = P / U, где P – суммарная мощность потребителей, U – напряжение в сети. Для меди величина I равна 10 А на 1 мм2 сечения, алюминия – 8.

Протекание 10 А по проводнику площадью 1 мм/кв возможно только в течение короткого периода – на время включения прибора. Нагрузка в 12 ампер при том же сечении повлечёт повышение температуры и расплавление изоляции. При устройстве скрытой электросети (в трубчатом канале или стене) максимально разрешённое значение уменьшают, используя коэффициент 0,8. Силовые провода из соображений механической прочности выбирают с сечением ≥4 мм/кв.

Понятие длительно допустимого тока (Iдд) по нагреву означает нагрузку на кабель в течение продолжительного времени при достижении номинальной температуры проводника. Расчётная формула: Iдд=√Кдд х S х Тдд / R, где:

  1. Кдд – коэффициент теплопередачи;
  2. S = 3,14 х d х L – охлаждаемая поверхность;
  3. Тдд – допустимое повышение температуры;
  4. R – сопротивление.

При расчёте Iдд используют показатели максимально жаркой окружающей среды, так как в условиях низких температур эффективность теплоотдачи значительно выше. Для кабелей, уложенных в землю на 70-80 см, принимают 15 ºС, внутри помещения – до 25 ºС. Расчёты по формулам довольно сложные, поэтому в практической деятельности пользуются рекомендуемыми ПУЭ таблицами допустимых токов по сечениям проводов и кабелей. Номинальная температура жил в резиновой, пластмассовой и свинцовой изоляции принимается равной +65 ºС.

Табличные значения

При выполнении электромонтажных работ в быту часто употребляют шнуры сечением 1,5; 2,5; 4,0; 6,0 мм/кв. На основе нормативных показателей правил ПУЭ сформирована таблица для выбора Iдд кабельной продукции и токов защиты для однофазной сети.

Виды электрической нагрузки Освещение и сигнализация Розетки для бытовых приборов Водонагреватели, кондиционеры Плита, духовой шкаф Вход в квартиру
Максимальная мощность при напряжении 220 В, кВт 4,1 5,9 8,3 10,1 15,4
Сечение жил медных проводов и кабелей, мм2 1,5 2,5 4,0 6,0 10,0
Величина тока, А          
-длительного допустимого 19 27 38 46 70
-предельного защитного 16 20 32 40 63
-номинального предохранительного 10 16 25 50 52

Технические параметры кабелей многообразны и различаются маркировкой, количеством жил, конструкцией изоляционных оболочек. Перегрев проводников исключается правильным подбором длительно допустимой силы тока.

Нагрев кабеля и провода


Электромонтажные работы отличаются высокими рисками. Именно поэтому необходимо знать и учитывать все важные факторы, влияющие на безопасность. В их число входит сильный нагрев проводов при эксплуатации. Данная особенность присуща всем проводам и кабелям. Кроме того, от нее зависит определение правил монтажа электропроводки и дальнейшее подключение потребителей энергии к сети. Нагрев кабеля также влияет на выбор определенной марки кабельно-проводниковой продукции и на предельную величину подключаемой нагрузки. Для того, чтобы узнать степень нагрева проводов, необходимо разобраться в причине данного явления.

Главная причина нагрева кабельно-проводниковой продукции – природа электрического тока. Ведь движение заряженных электронов по проводнику осуществляется под действием электрического поля. Кроме того, передвигаясь, электронам необходимо преодолеть кристаллическую решетку металлов, отличающуюся очень прочными молекулярными соединениями. Именно поэтому и выделяется довольно большое количество тепла, ведь происходит преобразование электрической энергии в тепловую.

Преобразование электроэнергии в тепло – явление двустороннее, то есть, с одной стороны, данный эффект нежелателен, а с другой, очень полезен. 

Положительная сторона заключается в возможности применения электрической энергии для нагрева в абсолютно любом оборудовании (от простого бытового чайника до промышленных печей). По такому же принципу происходит работа любой светотехники. 

Главный минус данного явления заключается в повышенном уровне опасности, поскольку сильный нагрев нередко приводит к серьезным последствиям. Помимо этого, сильное повышение температуры обмоток трансформаторов, электрических двигателей и иной техники приводит к снижению эффективности использования. В случае превышения максимального показателя нагрева происходит сбой в функционировании оборудования и в дальнейшем его выход из строя.

Самые опасные ситуации возникают тогда, когда сильно превышается температура тех кабелей и проводов, что применяются для подключения к электросети различных потребителей (проводка в жилом помещении, кабельно-проводниковая продукция для присоединения к сети производственной техники). Значительное превышение температуры нагрева изолированного кабеля чревато возгоранием изоляционного материала либо его оплавлением, которое в дальнейшем станет причиной коротких замыканий. В подобных ситуациях вероятность воспламенения напрямую зависит от применяемых защитных устройств.

 

Следовательно, явление нагревания кабельно-проводниковой продукции является одним из основных факторов возникновения пожаров. То есть, короткие замыкания - это главная причина львиной доли всех случающихся в жилых и административных зданиях воспламенений.

Стоит отметить, что нагревание в течение долгого времени изменяет механические свойства металла. Именно поэтому случаются такие ситуации, например, как обрыв проводов ЛЭП, что приводит и к большим финансовым потерям, и к возникновению серьезной опасности для жизни человека.

При эксплуатации той или иной кабельно-проводниковой продукции стоит помнить о предельно допустимой температуре нагрева, соответствующей конкретной марке. Данный температурный показатель напрямую связан со свойствами материала, из которого изготавливается изоляция. Например, провод с резиновой изоляцией не должен нагреваться выше 50-650С, с изоляцией из бумаги – максимум 800С, а с изоляцией из высокотехнологичных новейших полимеров температура нагрева достигает 1000С. Точные свойства каждого кабеля или провода указываются непосредственно компанией-производителем. 

Избежать перегрева и дальнейшего воспламенения поможет только правильный выбор кабеля для конкретной ситуации с учетом всех ее особенностей и нюансов. Для осуществления правильного выбора важно учитывать все факторы, которые влияют на степень нагрева того или иного кабеля. В этом помогут простые формулы, известные всем еще со школьных уроков физики:

Q= I2Rt – главная формула, описывающая процесс преобразования электроэнергии в тепло (закон Джоуля-Ленца), где Q – количество тепла, которое выделяется в процессе прохождения тока по проводнику, I – сила тока, R – сопротивление проводника, t – время, за которое электрический ток идет по проводнику. 

Исходя из формулы, видно, что нагрев провода увеличивается одновременно с возрастанием нагрузки и показателя сопротивления. Стоит отметить, что количество выделяемой теплоты прямо пропорционально времени прохождения электрического тока. А скорость нагрева напрямую зависима от действующей электрической мощности. Последняя, в свою очередь, определяется произведением напряжения и силы тока, т.е. P=UI. Таким образом, мощность подключенных к кабелю потребителей напрямую влияет на силу и интенсивность его нагрева.

Данные формулы, а именно Q= I2Rt и P=UI, помогают узнать точные параметры, которые возможно изменять, управляя величиной и скоростью нагрева проводов.

Необходимо знать, что величина силы тока зависима от номинального показателя мощности подсоединенных проводников в совокупности. Данное значение служит основой при важных расчетах. Главным изменяющимся параметром является сопротивление, величина которого определяется свойствами металла проводника и сечением кабеля.  Следовательно, сечение должно определяться на основе мощности. Именно это способно уменьшить электрическое сопротивление кабелей и, следовательно, снизить температуру нагрева до допустимой.

Выбирая сечение кабельно-проводниковой продукции необходимо помнить не только о безопасности работы электрической сети, а также об экономии. Таким образом, кабели и провода с наибольшим сечением требуют больших неоправданных расходов. Но в ситуации возможного подключения к сети дополнительных приборов в будущем желательно, чтобы кабель был с наибольшим сечением. 

Для правильного определения необходимого сечения нужно рассчитать максимальный показатель потребляемого тока следующим путем: нужно разделить общую номинальную мощность всех потребителей на показатель напряжения.

Торговая сеть "Планета Электрика" обладает очень широким ассортиментом кабельно-проводниковой продукции, с которым Вы можете более подробно ознакомиться на нашем сайте. 

2 $$

$$ I_ {max}: \ text {максимальный непрерывный ток,} I_ {op}: \ text {рабочий ток} $$ $$ \ Theta_ {x}: \ text {x temperature,} \ Theta_ {amb}: \ text {ambient,} \ Delta \ Theta_ {max}: \ Theta \ text {rise @} I_ {max} $$

Максимальный продолжительный рабочий ток

Кабели имеют определенную пропускную способность по току для непрерывной работы. Различная изоляция кабеля допускает различные максимальные рабочие температуры. Их можно рассчитать в соответствии со стандартами МЭК, но мы можем использовать либо наши специальные спецификации кабеля, либо общие, чтобы получить расчетное значение.oC $$ Это на больше максимальной рабочей температуры кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена. Если это изоляция из ПВХ, расчет дает> 87ºC, где изоляция, вероятно, расплавится. ПВХ при температуре выше 60ºC становится нестабильным.


Сравнение с отклонениями (поправочные коэффициенты)

Если мы сравним использование этой формулы с отклонениями от номиналов, мы увидим определенную согласованность;

В примечаниях к применению указано, что для других температур окружающего воздуха необходимо применять поправочные коэффициенты для максимального тока:

  | Окр. ºC | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 |
| Фактор | 1.oC $$ 

Следующие расчетные температуры в установившемся режиме следующие:

  | Окр. ºC | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 |
| Ток | 26,4 | 25,2 | 24,0 | 22,56 | 21,12 | 19,68 | 17,76 | 16,08 | 13,92 | 11,28 |
| ssTemp | 89.45 | 89.61 | 90.00 | 89.76 | 89.85 | 90.26 | 89.64 | 90.20 | 90.14 | 89.94 |
  

Время, необходимое для достижения установившейся температуры

Сколько времени потребуется для достижения этой температуры, можно оценить, учитывая номинальный ток короткого замыкания кабеля.2 \ приблизительно 3,7 \ text {min} $$

\ tau определяет время, необходимое для достижения 63% конечной температуры. Обычно мы оцениваем, что при 5 * \ tau мы находимся примерно на 99% от конечной температуры. 5 * 3,7 мин = 18,5 мин.

$$ \ tau \ text {действительно для достижения любых расчетных условий устойчивого состояния} $$

$$ \ text {Время достижения любой установившейся температуры} \ приблизительно 5 \ cdot \ tau \ приблизительно 18,5 \ text {min} $$

$$ \ Delta \ Theta_ {ss-amb} = \ Theta_ {устойчивое состояние} - \ Theta_ {amb} $$

Если построить график, то это выглядит следующим образом:


приблизительная / расчетная демонстрация

Наш расчетный \ tau был со значениями: Температура окружающей среды 45ºC, рабочая температура = 90ºC.2 = 0,64 $$

, но наша расчетная \ Delta T (повышение температуры) составляет 70 ° C по сравнению с 45 ° C. $$ K _ {\ Delta \ Theta} \ приблизительно \ frac {\ Delta \ Theta_ {op}} {\ Delta \ Theta_ {ref}} = \ frac {70} {45} \ приблизительно 1,5556 $$

, применив их к нашему \ tau следующим образом, мы получим $$ \ tau_ {op} = \ tau_ {ref} \ cdot K _ {\ tau} \ cdot K _ {\ Delta \ Theta} = 3,7 \ cdot 0,64 \ cdot 1,5556 = 3,68 \ leadsto 5 \ tau = 18,4 \ text {min } $$

Обратите внимание, что эти формулы для демонстрации модифицированного \ tau были придуманы «из воздуха», «ощущением», некоторыми «логическими» соображениями.Это может быть совершенно неверно, и если я сделал «сумасшедшее» предположение, пожалуйста, дайте мне знать, чтобы я мог узнать свою ошибку. Когда-нибудь я сделаю несколько измерений, чтобы проверить это.


Ресурсы

Понимание расчета Нехера-МакГрата и возможности Кондукторы

Теплопередача

Ключ к пониманию допустимой нагрузки - это понимание теплопередачи. В определение допустимой нагрузки дается в Национальном электротехническом кодексе (NEC) как " ток в амперах, который проводник может нести непрерывно в условиях использовать, не превышая его температурный рейтинг."Чтобы лучше понять допустимая нагрузка нам необходимо изучить, как передается тепло и как тепловые цепи в относительно проводника с током.

Когда ток проходит по проводнику, он должен проходить через электрическое сопротивление проводника. Когда это происходит, выделяется тепло. Одна единица тепла, ватт, может быть вычислена как квадрат, умноженный на R, где R равно электрическое сопротивление проводника в омах и I равно току в амперы. Тепло, выделяемое в проводнике, проходит через несколько тепловых барьеры конвекцией, проводимостью и излучением и рассеиваются в воздухе.Возможными тепловыми барьерами являются изоляция жилы, воздух внутри воздуховода, стенку воздуховода, грунт вокруг подземного воздуховода и любые дополнительные нанесена теплоизоляция типа полиуретана.

Передача тепла подчиняется фундаментальному закону физики, а теплоотдача всегда течет от более теплого объекта к более холодному, как поток тепла изнутри дома через стены наружу в холодный день. В скорость теплопередачи зависит от нескольких переменных и может быть описана как тепловое уравнение, которое очень похоже на закон Ома (E = IxR), заменяя тепло для тока и термического сопротивления для электрического сопротивления.В жару уравнение переноса скорость теплопередачи напрямую зависит от разница в температуре между проводником, называемым ТС, и окружающей средой температура называется ТА. В уравнении теплопередачи TC-TA = (IxIxR) x RCA, где I - ток в амперах, R - электрическое сопротивление в омах, RCA - термическое сопротивление. Сопротивление в градусах Цельсия-см / ватт обычно называют термо-ом-футами. TC это максимально допустимая рабочая температура в градусах Цельсия дирижер. TA - температура окружающего воздуха или почвы для подземных инсталляции.Решение для I:

Допустим, что тепло, IxIxR в данном случае, будет представлено W и термическим сопротивление, RCA, через R с линией над ним, мы можем нарисовать тепловую цепь, которая похожа на электрическую схему.


Уравнение Нехера-МакГрата

Основанный человеком по имени Фурье в 1850-х годах, уравнение № 1 иногда называют уравнением теплопередачи Фурье. Уравнение в разделе 310-15 (b) NEC, называемого уравнением Неера-МакГрата, является более сложным версия уравнения теплопередачи Фурье.Уравнение Неера-МакГрата было обнаружен двумя инженерами-кабелями в 1957 году. В уравнении Неера-МакГрата (Нью-Мексико), Delta TD - это термин, добавляемый к температуре окружающей среды TA, чтобы компенсировать тепло, выделяемое в оболочке и изоляции для более высоких напряжений. Delta TD - это называется повышением температуры диэлектрических потерь и несущественна для напряжений ниже 2000. Другой член в уравнении NM, (1 + YC), является множителем, используемым для преобразовать сопротивление постоянного тока (RDC) в сопротивление переменного тока или сопротивление.Для проволоки размером меньше №2 этот термин становится несущественным. Конечно, мы должны помнить, что уравнение НМ было разработано с использованием стандартная частота сети 60 Гц и синусоидальные формы волны для тока и Напряжение.

Для расчета различных термических сопротивления изоляции проводника, воздушное пространство между проводником и внутренняя часть трубы, труба или стенка воздуховода, а также тепловое сопротивление вне трубопровода. Как и электрические резисторы, термическое сопротивление последовательно складываются, и общая сумма равна RCA.

Температура окружающей среды, TA, варьируется, но обычно составляет 30-40 градусов по Цельсию. используется для наземных установок. Для подземных установок ТА есть повсеместно 20 градусов по Цельсию. Инженеры-строители, работающие в штате Министерство транспорта Аляски заявляет, что фактическая измеренная температура 30 дюймов под поверхностью составляет 19,3 градуса по Цельсию возле Фэрбенкса, Аляска. Это, конечно, в летние месяцы. Температура жилы, TC, для большинства строительных проводов на 600 вольт - 60, 75 или 90 градусов по Цельсию.В максимальная температура изоляции проводов определяется методом старения. и испытания на удлинение в климатических камерах.

В расчетах ЯМ есть много переменных в 30-40 уравнениях. используется для учета количества проводников, количества и размера прилегающих каналов, количество и размер прилегающих рядов каналов, коэффициент поверхности излучательная способность, количество кабелей, осевое расстояние между кабелями, постороннее тепло источники и скорость ветра. Все эти и другие факторы влияют на расчет. емкости.Анализ расчета ЯМ раскрывает много деталей о допустимая нагрузка: например, допустимая нагрузка на проводники в ярком и блестящем кабелепроводе. на открытом воздухе выше допустимой нагрузки в тусклом и темном трубопроводе из-за коэффициент поверхностной излучательной способности и его влияние на тепловое излучение. Также выявлен один из наиболее критикуемых недостатков расчета ЯМ: Расчет основан на одном линейном футе проводника, который может быть несколько сотен футов в длину, где условия резко меняются вдоль Вся длина.

В Национальном электротехническом кодексе есть таблицы допустимой нагрузки, которые достаточно для большинства установок. Однако таблицы в NEC очень грубые приближения и, следовательно, включают значительный запас прочности. Там являются случаями, когда применение таблиц допустимой нагрузки, включая безопасность маржа недостаточна, требуя от инженеров, монтажников и инспекторов выполнять фактические расчеты ЯМ с помощью одного из нескольких программных пакетов имеется в наличии. Например, в NEC нет требований, касающихся проблема чрезмерной теплоизоляции вокруг кабелей и трубопроводов.Что происходит, если вокруг трубы несколько дюймов пенополиуретана? В NEC нет таблиц снижения номинальных характеристик для такого рода ситуаций. Тем не менее, добавление излишней теплоизоляции повлияет на допустимую нагрузку проводник, особенно пенополиуретан, имеющий втрое большую изоляцию стоимость стеклопластика. Чтобы решить эту проблему, мы должны помнить, что NM уравнение представляет собой уравнение радиального теплопереноса, и что расчет NM выполняется на одной типичной опоре установки, которая может быть несколько сотен ноги в длину.Радиальная теплопередача означает, что тепло течет наружу под углом девяносто градусов. длине проводника в отличие от осевой теплопередачи, когда тепло течет по длине проводника. В реальном мире есть осевые и радиальная теплопередача. Но уравнение NM и NEC предполагают, что проводник и окружающие тепловые барьеры бесконечно длинные и однородные там, где нет осевых имеет место теплопередача. Тем не менее, в NEC есть некоторые льготы для осевой теплообмен. Например, более трех токоведущие проводники в ниппеле, если ниппель не более 24 дюймов долго.Кроме того, не требуется снижение номинальных характеристик связанных кабелей, если пучки не длиннее 24 дюймов. Также существует правило десяти процентов, приведенное в разделе 310-15 (с). Это ситуации, когда имеется достаточная осевая теплопередача к не допускать перегрева проводов. Также было бы разумно предположить что там, где есть чрезмерная теплоизоляция длиной не более 24 дюймов, допустимая нагрузка на соответствующие проводники не будет нарушена из-за осевого теплопередача.

myCableEngineering.com> IEC 60287 Максимальный ток кабелей

IEC 60287 «Расчет продолжительного тока кабелей (коэффициент нагрузки 100%)» - это международный стандарт, который определяет процедуры и уравнения, которые должны использоваться при определении допустимой нагрузки кабеля по току. Стандарт применим ко всем кабелям переменного и постоянного тока напряжением до 5 кВ.

В этом примечании будут представлены концепции, принятые в стандарте, даны некоторые рекомендации по использованию стандарта и даны ссылки на дополнительные ресурсы.

Тепловая проблема


Принцип - простой провод в
гомогенный материал
Методология определения размеров кабелей заключается в том, чтобы рассматривать проблему как тепловую проблему.

Потери в кабеле вызовут нагрев. В зависимости от условий установки это тепло будет рассеиваться в окружающую среду с заданной скоростью. По мере нагрева кабеля скорость рассеивания тепла будет увеличиваться.

При некоторой температуре скорость, с которой тепло отводится в окружающую среду, будет такой же, как скорость, с которой оно генерируется (из-за потерь).В этом случае кабель находится в тепловом равновесии.

Потери (и выделяемое тепло) зависят от силы тока, протекающего по кабелю. По мере увеличения тока потери увеличиваются, и температура теплового равновесия кабеля увеличивается.

При некотором заданном уровне тока температура кабеля при тепловом равновесии будет равна максимально допустимой температуре изоляции кабеля. Это максимальная допустимая токовая нагрузка кабеля для условий прокладки, указанных в расчетах.

Чтобы проиллюстрировать принцип, мы можем рассмотреть упрощенный сценарий постоянного тока. кабель (как показано на рисунке), окруженный изоляционным материалом и помещенный в однородный теплопроводящий материал.

Дано:
I - ток проводника, А
R ' - постоянный ток сопротивление жилы на единицу длины, Ом / м
θ - максимальная рабочая температура жилы, ° C
θ a - температура окружающей среды, ° C
Δθ - разность температур (θ-θ a ), К
Т - тепловое сопротивление на единицу длины между проводником и окружающей средой, К.м / Вт

Потери (ватт на единицу длины), создаваемые проводником, определяются как:

I2R '

Тепловой поток (ватт на единицу длины) от проводника определяется по формуле:

Δθ / Т

При тепловом равновесии они будут равны, и их можно переставить, чтобы получить пропускную способность кабеля по току (в амперах):

I = ΔθR'T

В качестве примера рассмотрим определение допустимой токовой нагрузки 50 мм проводника 2 с непосредственно заглубленной изоляцией XPLE (с тепловым сопротивлением изоляции 5.88 км / Вт и тепловое сопротивление почвы 2,5 км / Вт) и при температуре окружающей среды 25 ° C

, используя ссылки на соответствующие ресурсы, приведенные в конце сообщений, мы можем найти следующее:

  • сопротивление кабеля постоянному току 0,387 мОм / м
  • максимально допустимая температура для изоляции из сшитого полиэтилена 90 ° C

и общее тепловое сопротивление 5,88 + 2,5 = 8,38 (изоляция плюс грунт)

Δθ = 90-25 = 65 K, что дает
I = √ [65 / (0.000387 * 8,38)] = 142 A

Стандарт в деталях


Применение стандарта IEC 60287
(щелкните, чтобы увеличить)
Реальная установка любого кабеля более сложна, чем описано выше. Изоляционные материалы имеют диэлектрические потери, переменный ток вызывает скин-эффект, потери на оболочку и вихревые токи, несколько кабелей одновременно выделяют тепло, а окружающие материалы неоднородны и имеют граничные температурные условия.

Хотя стандарт решает каждую из этих проблем, получаемые в результате уравнения являются более сложными, и их решение требует определенных усилий. Любой, кто пытается применить этот метод, должен работать непосредственно с копией стандарта. В качестве обзора стандарт рассматривает следующие ситуации:

  • Различия между системами переменного и постоянного тока при расчете емкости кабеля
  • критические температуры почвы и возможные требования для предотвращения пересыхания почвы
  • кабели, подверженные прямому воздействию солнечного излучения
  • расчет а.c. и d.c. сопротивление проводников (включая скин-эффект, эффект близости и рабочую температуру)
  • Изоляционные диэлектрические потери
  • Потери I2R в проводнике
  • Потери в оболочках и экранах (включая плоские, трилистники и транспонированные образования)
  • Потери циркулирующего тока (включая оболочку, броню и трубы)
  • термическое сопротивление (и его расчет)

Каждая из этих областей обсуждается более подробно в следующих постах (которые вместе составляют исчерпывающее руководство по стандарту):

Применение стандарта

В стандарте есть много уравнений, и это может сбить с толку людей, которые плохо знакомы с методом.Однако его пошаговая работа позволит рассчитать допустимую нагрузку по току. На блок-схеме показан один рекомендуемый путь для работы по определению размеров кабеля в соответствии со стандартом.

Учитывая количество уравнений, которые необходимо решить, утомительно выполнять вычисления в соответствии со стандартом, используя ручные или ручные методы. Более практично используются программные приложения, которые позволяют быстро определять размеры кабелей. Быстрый поиск в Google обнаружит несколько программ, способных выполнять вычисления.

Совет: кабельная трасса может перемещаться в различных условиях установки (например, она может начинаться в подвале кабеля, больше через каналы в стене, быть заглублена на некотором участке трассы, подвешена под мостом, снова заглублена, через каналы и в приемное здание). В этом случае следует оценивать текущую мощность для каждого типа условий установки и брать наихудший случай.

Сводка

В примечании был введен стандарт IEC 60287, и проблема определения текущей емкости кабеля сводилась к тепловому расчету.В примечании дается обзор содержания стандарта, способов навигации и выполнения расчетов, а также даются ссылки на более подробные сообщения.

Надеюсь, в этой заметке была достигнута цель - познакомить с текущими методами определения мощности согласно IEC 60287. Если у вас есть какие-либо комментарии или что-то неясно, пожалуйста, опубликуйте их ниже.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

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

курса."

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

"Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным.Я многому научился, и их было

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова . Спасибо. "

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

"Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по твоей роте

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 подробной информацией о Канзасе

Авария City Hyatt "

Майкл Морган, P.E.

Техас

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

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

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

- лучшее, что я нашел ».

Рассел Смит, П.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 разрешили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле

человек узнает больше

от сбоев."

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, т.е. позволяете

студент, оставивший отзыв на курсе

материалов 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 много удовольствия ".

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

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

в режиме онлайн

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, П.Е.

Огайо

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

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

- «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 имели хорошее содержание, 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,

и онлайн-формат был очень

доступный и простой

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 печатную викторину во время

.

обзор текстового материала. Я

также понравился просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

"Документ" Общие ошибки ADA при проектировании объектов "очень полезен.

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии. "

Гарольд Катлер, П.Е.

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%

курса со скидкой."

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

"Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

вынуждены 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 исследовать где на

получить мои кредиты от.

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

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

и графики; определенно делает это

проще 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 утро

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 электронной почты 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

кодов и Нью-Мексико

правил. "

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 дополнительных

сертификация. "

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 предоставляет удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

"Курс был по разумной цене, а материалы были краткими, а

хорошо организовано.

Glen Schwartz, P.E.

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 телефонному звонку."

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 этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. "

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

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

.

обзор где угодно и

всякий раз, когда."

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

"Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Тщательно

и комплексное.

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

"Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по моей линии

работ."

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Нет 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 отличное освежение ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

"Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернись, 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 Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

"Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а затем 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

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. "

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

"Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея платить за

материал ."

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

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

.

процесс, которому требуется

улучшение."

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

"Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. "

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

"Учебные модули CEDengineering - это очень удобный способ доступа к информации по

.

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

приходится путешествовать."

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

FAQ: Расчет допустимой нагрузки по току

Допустимая нагрузка по току изолированного проводника или кабеля - это максимальный ток, который он может выдерживать непрерывно, не превышая его температурный предел. Это также известно как емкость.

Во время эксплуатации кабели несут электрические потери, которые проявляются в виде тепла в проводнике, изоляции и любых других металлических компонентах конструкции.Номинальный ток будет зависеть от того, как это тепло отводится через поверхность кабеля в окружающие области. Температурный режим кабеля является определяющим фактором его допустимой нагрузки по току. Максимальный температурный диапазон кабеля в основном определяется изоляционным материалом.

Выбирая температуру окружающей среды в качестве основы для окружающей среды, можно получить допустимое повышение температуры, исходя из которого можно рассчитать максимальный номинал кабеля для конкретной среды.Если известны значения удельного теплового сопротивления слоев материалов в конструкции кабеля, можно рассчитать номинальные токи.

Формула для расчета допустимой нагрузки по току:

I = допустимый номинальный ток

∆Φ = Повышение температуры проводника в (K)

R = сопротивление переменному току на единицу длины проводника при максимальной рабочей температуре (Ом / м)

Wd = диэлектрические потери на единицу длины изоляции вокруг проводника (Вт / м)

T1 = Тепловое сопротивление на единицу длины между одним проводником и оболочкой (K м / Вт)

T2 = тепловое сопротивление на единицу длины основания между оболочкой и броней (K м / Вт)

T3 = тепловое сопротивление на единицу длины внешней оболочки кабеля (K м / Вт)

T4 = тепловое сопротивление на единицу длины между поверхностью кабеля и окружающей средой (К м / Вт)

n = количество несущих проводов в кабеле (проводников одинакового сечения и несущих одинаковую нагрузку)

λ1 = Отношение потерь в металлической оболочке к общим потерям во всех проводниках этого кабеля

λ2 = отношение потерь в броне к общим потерям во всех проводниках этого кабеля.

Калькулятор длины нагревательного кабеля

Этот инструмент учитывает детали вашего приложения электрообогрева и вычисляет значения, которые вам понадобятся для прокладки кабеля, в том числе: потери мощности в наружный воздух, необходимую длину кабеля и оптимальный шаг спирали для установки.

Чтобы начать, введите следующие данные. Вы можете изменить любое значение по мере необходимости, чтобы видеть обновленные результаты в режиме реального времени.

Потери мощности

Ожидаемые потери мощности на фут трубы (Вт / фут) показаны в этой таблице.

Щелкните ячейку в таблице над , чтобы выбрать стиль и толщину изоляции, а таблица под покажет, сколько кабеля требуется для компенсации тепловых потерь с выбранной изоляцией.

Длина с * означает, что мощность, передаваемая кабелем, более чем достаточна для приведения трубы к выбранной вами уставке. Хотя терморегулятор рекомендуется для всех приложений электрообогрева, в этом случае он должен считаться необходимым.

Щелкните ячейку в нижней строке приведенной выше таблицы, чтобы выбрать тип кабеля. На приведенном ниже рисунке будет обновлен рекомендуемый шаг спирали для установки.

Шаг спирали
Клапаны
Клапаны

требуют особого внимания в системах электрообогрева, поскольку их большая площадь поверхности приводит к тому, что они теряют тепло быстрее, чем трубы, что делает их более уязвимыми для замерзания. Рекомендуется использовать дополнительный кабель на любых клапанах, чтобы противодействовать этому.Используйте приведенную ниже таблицу, чтобы получить рекомендации о том, сколько еще нужно использовать.

Обратите внимание, что на рисунке выше показан только один способ добавить дополнительный кабель вокруг клапанов. Для клапанов, которые требуют большого количества дополнительного кабеля, более подходит зигзагообразный узор. Только саморегулирующийся кабель может безопасно пересекать сам себя.

Обратите внимание:

  • Жидкость, протекающая по трубе, значительно увеличивает тепловые потери, и этот калькулятор еще не поддерживает вычисления для текущих жидкостей.
  • Показанные цифры относятся к приложениям, в которых поддерживается температура ; в этом калькуляторе не отображаются расчеты для нагрева трубы до определенной температуры.

Нагревательный провод

Нагревательный провод

Нагревательная проволока сопротивления используется во множестве приложений для выработки тепла. Бытовое применение можно найти в тостерах, портативных обогревателях, нагревательных плитах и ​​многом другом.Печные горелки - это пример электрического элемента, используемого для создания тепла. В промышленных печах и сушилках для выработки тепла используются проволочные элементы. Керамические материалы часто используются в качестве изолятора для оболочки провода.

Американский калибр проводов (AWG)

При работе с нагревательной проволокой полезно понимать систему AWG. По мере уменьшения калибра проволоки размер диаметра увеличивается.

Калибр (AWG) Диаметр (дюйм.) Диаметр (мм)
16 0,0508 1,291
18 0,0403 1,024
20 0,0320 0,812
22 0,0253 0,644
28 0,0126 0,321
30 0.0100 0,255

Взаимосвязь между сопротивлением и температурой

Тепло выделяется, когда электрический ток встречает сопротивление. Тепло - это потеря мощности в цепи. Энергия не исчезает, она переходит из одного состояния или формы в другое. Энергия или мощность, теряемая в цепи, превращается в тепло. Сопротивление производит тепловую энергию, ощущаемую как тепло.

Сопротивление линейно увеличивается с температурой.Чем выше температура, тем выше сопротивление. Например, если вы удвоите длину куска провода, сопротивление провода увеличится вдвое. Если вы удвоите диаметр и перейдете к большему проводу, сопротивление уменьшится вдвое. Если сопротивление элемента увеличивается или ток увеличивается, температура повышается.

Расчеты

Взаимосвязь реакции производства энергии и выделения тепла известна как первый закон Джоуля. Закон Джоуля гласит, что количество тепла, выделяемого постоянным постоянным током, прямо пропорционально квадрату тока и сопротивления цепи.Это то же самое, что формула для мощности, P = I2 x R , или ток, возведенный в квадрат, умноженный на сопротивление. Если у вас есть два усилителя с сопротивлением 100 Ом, у вас будет 400 Вт.

При нагревании выделяемое тепло может быть выражено в калориях. H = I2 x R x t . Символ «t» обозначает количество времени, в течение которого течет ток. Примечание: одна калория = 4,184 джоулей.

Сопротивление = rho L / A . rho - постоянное удельное сопротивление данного материала. L - длина, а A - площадь поперечного сечения.

Пример расчета

Нихром, удельная теплоемкость = 450 Дж / кг C

Используя 800 В на 48 Ом = 16,6 А

P = 16,6 ампера, умноженное на 48 Ом = 13227 Вт

1 Вт = 1 Дж / с

Резистор 1 кг из нихрома, получающий 13,3 кВт, будет иметь повышение температуры на 29,6 ° C за каждую секунду подаваемой мощности.

Теперь возьмем коэффициент 29.6 ° C и разделите его на фактическую массу резистора, чтобы определить температуру в градусах Цельсия в секунду. Пример: 2 кг нихрома будут повышаться на 14,8 ° C в секунду. Увеличение будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное значение или баланс мощности. При этом не учитываются потери тепла из-за конвекции.


Почему используется резистивный провод?

Нагревательные элементы должны быть изготовлены таким образом, чтобы выдерживать экстремальное тепло, которое они должны генерировать. Элементы также должны выдерживать воздействие факторов окружающей среды, включая влагу, которая может вызвать коррозию.Нагревательная проволока имеет высокое сопротивление и противостоит окислению. Он способен выдерживать высокие нагрузки на поверхность. Другими соображениями, которые делают проволоку полезной, является ее способность противостоять провисанию и деформации при небольшом весе.

Сплав Сопротивление при 20 ° C (68 ° F)
Ом мм² / м (Ом / см-фут)
Макс. Постоянная рабочая температура
Нихром 60 1.11 (668) 1150 ° C (2100 ° F)
Kanthal A1 1,45 (872) 1400 ° C (2550 ° F)
Kanthal D 1,35 (812) 1300 ° C (2370 ° F)

Кантал А-1

Проволока

А-1 часто используется в промышленности. Его можно найти в нагревательных элементах для высокотемпературных печей, используемых в стекольной, сталелитейной и керамической промышленности.Нагревательная проволока Kanthal обеспечивает постоянное удельное сопротивление на всех этапах заказа, что упрощает производство.

Кантал D

Проволока Kanthal D

используется как в быту, так и в промышленности. В домашних условиях он часто используется для нагревательных элементов в посудомоечной машине, встраивается в керамические нагревательные панели и используются нагревательные кабели.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *