Plocha prierezu drôtov a káblov, v závislosti od sily prúdu, výpočet požadovaného prierezu káblov

Ak chcete opraviť staré vedenie alebo položiť nové, musíte vybrať kábel požadovaného prierezu, aby ste odolali očakávanému zaťaženiu.

Ak je staré vedenie mimo prevádzky, musíte ho vymeniť, ale skôr, ako ho zmeníte na podobné, zistite, prečo sa vyskytol problém so starým. Je možné, že došlo len k mechanickému poškodeniu alebo sa izolácia stala nepoužiteľnou, a ešte závažnejším problémom je zlyhanie elektrického vedenia v dôsledku prekročenia povoleného zaťaženia.

Aký je rozdiel medzi výrobkami káblov, aké sú hlavné charakteristiky?

Na začiatok je určené, aké napätie v sieti, v ktorej budú káble pracovať. Pre domáce siete sa často používajú káble a vodiče typu VVG, PUGNP (iba moderné požiadavky PUE sú zakázané z dôvodu veľkých tolerancií prierezu pri výrobe, až 30% a prípustná hrúbka izolačnej vrstvy je 0,3 mm oproti 0,4 v PUE), ШВВП a ďalšie ,

Ak sa vzdialite od definícií, drôt z kábla sa minimálne líši, hlavne definíciou v GOST alebo TU, pomocou ktorej sa vyrába. Koniec koncov, na trhu existuje veľké množstvo drôtov s 2 - 3 drôtmi a dvoma vrstvami izolácie, napríklad rovnaký PUGNP alebo PUNP.

Prípustné napätie je určené izoláciou kábla

Pri výbere kábla sa okrem napätia berú do úvahy aj podmienky, za ktorých bude pracovať, na pripojenie pohyblivého nástroja a vybavenia musí byť flexibilný, na pripojenie pevných prvkov v zásade nezáleží, ale je lepšie uprednostniť kábel s monolitickým jadrom.

Rozhodujúcim faktorom pri nákupe je prierezová plocha jadra, meria sa v mm2, od toho závisí schopnosť vodiča vydržať dlhé zaťaženie.

Čo ovplyvňuje povolený prúd cez kábel?

Najprv sa vráťme k základom fyziky. Existuje taký zákon Joule-Lenz, ktorý bol objavený nezávisle dvoma učencami, Jamesom Joulom (v roku 1841) a Emiliusom Lenzom (v roku 1842), a preto dostal dvojité meno. Tento zákon teda kvantitatívne opisuje tepelný účinok elektrického prúdu pretekajúceho vodičom.

Ak sú vyjadrené v prúdovej hustote, dostaneme nasledujúci vzorec:

Interpretácia: w je tepelný uvoľňovací výkon na jednotku objemu, vektor j je prúdová hustota cez vodič sa meria v ampéroch na mm2. V prípade medených drôtov trvať od 6 do 10 A na milimeter plochy, kde 6 je pracovná hustota a 10 je krátkodobé. vektor E je intenzita elektrického poľa. σ je vodivosť média.

Pretože vodivosť je nepriamo úmerná odporu: σ = 1 / R

Ak je Joule-Lenzov zákon vyjadrený ako množstvo tepla v integrálnej forme, potom:

DQ je teda množstvo tepla, ktoré sa uvoľní počas časového intervalu dt v obvode, kde prúd I preteká vodičom odporu R.

To znamená, že množstvo tepla je priamo úmerné prúdu a odporu. Čím väčší je prúd a odpor, tým viac tepla je generované. To je nebezpečné, pretože v určitom okamihu množstvo tepla dosiahne takú hodnotu, že sa izolácia topí na drôtoch. Možno ste si všimli, že drôty lacných kotlov sú počas prevádzky zreteľne teplé, to je všetko.

Ak sa na kábli uvoľní napájanie, klesne aj napätie na jeho koncoch pripojených k zaťaženiu.

V kalkulačkách na výpočet prierezov káblov sa zvyčajne nastavujú tieto parametre:

• prúdový alebo záťažový výkon;

• dĺžka vlasca;

• povolený pokles napätia (zvyčajne v percentách);

Čím väčší je odpor, tým viac bude napätie klesať a kábel sa zahrieva, pretože naň bude uvoľnená energia (P = UI, kde U je pokles napätia cez kábel, I je prúd, ktorý ním prechádza).

Všetky výpočty boli redukované na prúd a odpor. Odpor vodiča sa vypočíta podľa vzorca:

Tu: ρ (po) je odpor, l je dĺžka kábla, S je plocha prierezu.

Odpor závisí na štruktúre kovu, hodnoty odporov je možné určiť z tabuľky.

Na vedenie sa používa hlavne hliník a meď. V prípade medi je odpor 1,68 * 10-8 Ohm * mm2 / m, a v hliníku 1,8 krát väčší ako v meďi je 2,82 * 10-8 Ohm * mm2 / m. To znamená, že hliníkový drôt sa zahrieva takmer dvakrát silnejšie ako medený drôt s rovnakým prierezom a prúdom. Z toho vyplýva, že na zapojenie budete musieť kúpiť hrubší hliníkový drôt, navyše sa káble ľahko poškodia.

Preto boli medené drôty nahradené medenými vodičmi z domácej elektroinštalácie a použitie hliníka v elektroinštalácii je zakázané, je povolené používať iba hliníkové káble na inštaláciu veľmi výkonných elektrických inštalácií, ktoré spotrebúvajú vysoký prúd, a potom použite hliníkový drôt s prierezom väčším ako 16 mm2 (pozri -Prečo sa hliníkové káble nemôžu použiť na zapojenie)

Ako určiť odpor drôtu podľa priemeru jadra?

Existujú prípady, keď plocha prierezu jadra nie je známa, takže sa dá vypočítať podľa priemeru. Na určenie priemeru monolitickej žily môžete použiť strmeň, ak tomu tak nie je, potom zoberte tyč, napríklad guľôčkové pero alebo klinec, naviňte okolo neho 10 závitov drôtu a zmerajte dĺžku výslednej špirály pravítkom, pričom delte túto dĺžku 10 - získate priemer žily.

Na určenie celkového priemeru viacžilového jadra zmerajte priemer každého jadra a vynásobte ich počtom.

Ďalej zvážte prierez podľa tohto vzorca:

A opäť sa vracajú do tohto vzorca na výpočet odporu drôtu:

Ako určiť požadovanú prierezovú plochu drôtu?

Najjednoduchšou možnosťou je určiť prierezovú plochu jadier podľa tabuľky. Je vhodný na výpočet nie príliš dlhých čiar položených za normálnych podmienok (pri normálnej okolitej teplote). Môžete tiež zvoliť kábel pre predlžovací kábel. Uvedomte si, že tabuľka zobrazuje prierezy určitého prúdu a výkonu v jednofázovej a trojfázovej sieti pre hliník a meď.

Pri výpočte dlhých čiar (viac ako 10 metrov) je lepšie nepoužiť takúto tabuľku. Je potrebné vykonať výpočty. Najrýchlejší spôsob použitia kalkulačky. Algoritmus výpočtu je nasledujúci:

Berú povolené straty napätia (nie viac ako 5%), to znamená, že pri napätí 220 V a prijateľnej strate napätia na kábli by pokles napätia (od konca do konca) nemal prekročiť:

5% * 220 = 11 V.

Teraz, keď vieme prúd, ktorý bude prúdiť, môžeme vypočítať odpor kábla. V dvojvodičovom vedení sa odpor vynásobí 2, pretože prúd prechádza dvoma vodičmi s dĺžkou vedenia 10 m, celková dĺžka vodičov je 20 m.

Odtiaľ sa podľa vyššie uvedených vzorcov počíta požadovaný prierez kábla.

Môžete to urobiť automaticky zo smartfónu pomocou aplikácií Mobile Electric a electroDroid. Iba kalkulačka nešpecifikuje celkovú dĺžku vodičov, ale skôr dĺžku vedenia od zdroja energie k elektrickému prijímaču.

záver

Správne vypočítané zapojenie je už 50% zárukou jeho úspešného fungovania, druhá polovica závisí od správnej inštalácie. Mali by sa zohľadniť všetky špecifiká zapojenia, maximálna spotreba energie všetkými spotrebiteľmi. Zároveň zadajte „prípustný prúd“ 20-40% „len pre prípad“.