Calculul puterii pe secțiuni. Reguli pentru calcularea ariei secțiunii transversale. Consecințele selecției incorecte ale secțiunii

Din calitatea munca Electrica depinde de siguranta intregii camere. Și aici este deosebit de important să alegeți parametrul potrivit, cum ar fi secțiunea transversală a cablului. Pentru a calcula secțiunea transversală a cablului în funcție de putere, trebuie să știți specificații toți consumatorii de energie electrică care vor fi conectați la acesta. De asemenea, ar trebui să luați în considerare lungimea cablajului și modul în care va fi instalat.

Curentul trece prin fire la fel cum apa trece printr-o conductă. Cum în teava de apa este imposibil să plasați un lichid cu un volum mai mare și este imposibil să treceți mai mult de o anumită cantitate de curent prin cablu. În plus, costul cablului depinde direct de secțiunea transversală a acestuia. Cu cât secțiunea transversală este mai mare, cu atât prețul cablului este mai mare.

O secțiune selectată corespunzător va permite:

• evita supraîncălzirea firelor;
• prevenirea scurtcircuitului;
• economisiți la costurile de reparație.

Calculul puterii

Secțiune transversală suficientă va permite trecerea curent maxim fire fără supraîncălzire. Prin urmare, atunci când proiectează cablurile electrice, în primul rând, ei găsesc secțiunea transversală optimă a firului în funcție de consumul de energie. Pentru a calcula această valoare, trebuie calculat curentul total. Se determină pe baza puterii tuturor dispozitivelor conectate la cablu. Puterea pentru fiecare consumator specific de energie electrică poate fi găsită pe etichetă sau în pașaportul produsului.

Nomenclatorul aparatelor și mașinilor electrice

Pentru normal rețeaua de acasă cu o tensiune de 220 volți, valoarea aproximativă a curentului (I) va fi următoarea:

I=(P1+P2+…+Pn)/220, unde
Pn - putere.

Dacă tensiunea din rețea este de 380 de volți, atunci formula este ușor modificată:

I=(P1+P2+…+Pn)/ √3/380.

Sarcina admisibila la cablu de cupru este 10A / mm, iar pentru aluminiu - 8 A / mm. Pentru a calcula secțiunea transversală, valoarea curentului rezultată trebuie împărțită la 10 sau 8, în funcție de cablul selectat. Valoarea rezultată va fi dimensiunea secțiunii necesare.

Calculul sarcinii

Acum că au fost găsiți parametrii aproximativi ai secțiunii, este necesar să faceți o corecție pentru sarcină. LA viata reala destul de rar există situații în care toți consumatorii de energie sunt porniți în același timp. Cel mai adesea, unele dispozitive funcționează, în timp ce altele nu. Prin urmare, pentru clarificare, valoarea secțiunii transversale obținută ar trebui înmulțită cu factorul de cerere (Kc). Dacă sunteți sigur că veți opera toate dispozitivele simultan, atunci nu trebuie să utilizați coeficientul specificat în calcule.

Coeficienții de cerere ai receptorilor auxiliari (Ks)

Dar ce să faci dacă caracteristicile indică 2 tipuri de putere: activă și reactivă? Mai mult, primul dintre ele măsoară în kV obișnuit, iar al doilea - în kVA. În rețelele noastre, curge un curent alternativ, a cărui valoare variază în timp. Prin urmare, pentru toți consumatorii există putere activă, care este calculată ca medie a tuturor curentului și a puterii alternative instantanee.

La aparatele cu putere activă includ lămpi cu incandescență, încălzitoare electrice. Pentru astfel de consumatori de energie, fazele de curent și tensiune coincid. Dacă în circuit electric Dacă sunt implicate unități care acumulează energie, de exemplu, transformatoare sau motoare electrice, atunci acestea pot avea abateri de amplitudine. Datorită acestui fenomen, apare puterea reactivă.

În formula generală pentru secțiunea cablului, componenta reactivă este luată în considerare sub formă de cosϕ (factor de putere sau factor de putere - PF), reflectând cât de mult a apărut abaterea de fază.

Important! Valoarea medie a factorului de putere al computerului va fi 06-07. În cazul general, pentru rețelele de domiciliu, se obișnuiește să se ia 0,8 ca valoare a cosϕ. Aceasta este o altă corecție necesară pentru un calcul precis.

Calculul lungimii

Este important să se calculeze secțiunea transversală pe lungime în construcția rețelelor la scară industrială, atunci când secțiunile sunt supuse unei sarcini semnificative constante, iar cablul trebuie tras pe distanțe considerabile. La urma urmei, în timpul trecerii curentului prin fire, apar pierderi de putere din cauza rezistenței electrice din circuit. Pierderea de putere (dU) se calculează după cum urmează:

dU = I p L/S, unde
I - puterea curentă,
p- rezistivitate(cupru - 0,0175, aluminiu - 0,0281),
L - lungimea cablului,
S - aria pe care am calculat-o deja secțiune transversală.

Conform specificații, căderea maximă de tensiune de-a lungul lungimii firului nu trebuie să depășească 5 la sută. În caz contrar, ar trebui să alegeți un fir cu o secțiune transversală mai mare.

Masa

În practică, o cantitate atât de mare de calcule este efectuată folosind tabele, care reflectă deja dependența puterii și curentului de secțiunea transversală. Datele de bază despre aceste măsurători pot fi găsite în Regulile de instalare electrică (PUE). La scară industrială se produc cabluri de o anumită secțiune. Tabelul arată valorile bazate pe aceste valori standard.

Pentru a determina care cablu este cel mai potrivit pentru această sarcină, trebuie să:

• calculați puterea curentului;
• rotunjiți până la valoare mai mare conform datelor din tabel;
• apoi găsiți cea mai apropiată valoare a secțiunii standard.

Formulă

Uneori este necesar nu numai să identificați corect secțiunea transversală a cablului, ci și să determinați ce fir aveți disponibil. Cel mai simplu mod de a afla dimensiunea secțiunii este cu un șubler. Pentru a face acest lucru, măsurați diametrul firului și calculați aria. Majoritate fire electrice rotunjit, deci formula de calcul este aria unui cerc:

S este aria secțiunii transversale,
R - raza,
iar π este o valoare constantă.

Etrierul nu măsoară raza cercului, ci diametrul acestuia (d), care va fi de 2 ori mai mare decât raza (d=2R). Numărul π poate fi rotunjit până la 3,14. Aceste simplificări duc la faptul că aria secțiunii transversale va arăta astfel:

Notă! Mulți producători subestimează dimensiunea secțiunii pentru a economisi metal. Prin urmare, este mai bine să luați un șubler cu dvs. la magazin, să măsurați singur diametrul cablului și să calculați zona astfel încât să nu existe probleme cu sarcina cablului.

Dacă cablul constă din mai multe fire răsucite, atunci pentru calcul este necesar să se calculeze secțiunea transversală a unuia dintre ele și să se înmulțească cu numărul total de fire.

Secțiunea transversală a cablului a mai multor fire răsucite

Exemple

Luați în considerare schema generală pentru alegerea secțiunii de cablu din apartament.

• Mai întâi trebuie să determinați locurile în care vor fi amplasate prizele și corpurile de iluminat.
• Apoi, trebuie să determinați ce dispozitive vor fi utilizate la fiecare ieșire.
• Acum puteți întocmi o diagramă generală de conectare și puteți calcula lungimea cablului, adăugând cel puțin 2 cm la conexiunile firelor.
• Pe baza datelor obținute, luăm în considerare dimensiunea secțiunii cablului conform formulelor date mai sus.

Eu \u003d 2400W / 220V \u003d 10,91A, rotunjesc și obțin 11A.

După cum știm deja, diferiți coeficienți sunt utilizați pentru a determina cu precizie aria secțiunii transversale, dar aproape toate aceste date se referă la o rețea cu o tensiune de 380V. Dar pentru a crește marja de siguranță, să adăugăm încă 5A la valoarea noastră actuală:

Pentru apartamente se folosesc cabluri cu trei fire. Tabelul va arăta o valoare curentă apropiată de 16A, va fi 19A. Primim asta pentru a instala unul mașină de spălat este necesar un fir cu o secțiune transversală de cel puțin 2 mm2.

Curentul continuu admis pentru fire și cabluri cu izolație din cauciuc și PVC cu conductori de cupru

Caracteristici ale calculelor (trifazat, aluminiu, acustic, spiralat)
Curentul trifazat este necesar atunci când sunt utilizate aparate cu valoare mare de producție. Prin urmare, pentru a determina secțiunea transversală a cablului la întreprinderi, este necesar să se calculeze cu exactitate toți factorii suplimentari și, de asemenea, este necesar să se ia în considerare pierderile de putere și fluctuațiile de tensiune. Pentru lucrările electrice într-un apartament sau o casă privată, astfel de calcule complexe nu sunt efectuate.

Un cablu de cupru este de câteva ori mai scump decât un omolog din aluminiu, dar în ceea ce privește caracteristicile sale îl va depăși semnificativ. cablu din aluminiu spre deosebire de cupru, adesea se sfărâmă în coturi, are o conductivitate electrică mai mică și se oxidează în aer.

Conform normelor de siguranță în spațiile rezidențiale, este necesar să se utilizeze numai fire de cupru.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că curentul alternativ circulă prin trei fire (zero, fază și masă). Prin urmare, la instalarea cablajului, se folosește un cablu cu trei fire.

Pentru instalarea echipamentelor acustice se folosesc fire cu rezistență minimă. Acest lucru este necesar pentru a elimina cât mai mult posibil distorsiunile și pentru a îmbunătăți calitatea semnalului transmis. Prin urmare, pentru sisteme acustice Cablurile 2x25 sau 2x15 sunt mai potrivite cu o lungime de cel puțin 3 metri, iar subwoofer-ul este conectat cât mai scurt posibil cablu 2.5-4 mm2.

Teoria generala

Pentru a determina secțiunea transversală optimă a cablului pentru nevoile casnice, în cazul general, se folosesc următoarele reguli:

• prizele necesită fire cu o secțiune transversală de 2,5 mm2;
• pentru iluminat - 1,5 mm2;
• pentru dispozitive cu putere crescută - 4-6 mm2.

Dacă există îndoieli cu privire la calculul secțiunii transversale, atunci se utilizează tabelul PUE. Pentru a determina datele exacte despre secțiunea transversală a cablului, sunt luați în considerare toți factorii care afectează trecerea curentului prin circuit. Acestea includ:

• tip de izolație a firului;
• lungimea fiecărei secțiuni;
• metoda de pozare;
• regimul de temperatură;
• umiditate;
• valoarea admisă a supraîncălzirii;
• diferența de putere a receptoarelor de curent dintr-un grup.

Toți acești indicatori permit creșterea eficienței utilizării energiei la scară industrială, precum și evitarea supraîncălzirii.

Videoclipuri similare

Secțiunea transversală a firului este important de selectat pentru cei care conduc independent electricitatea către casă.

Corectitudinea secțiunii depinde de alimentarea neîntreruptă cu curent, de absența riscurilor de defecțiuni, de stabilitatea dispozitivelor, precum și de siguranța locuitorilor casei, ceea ce este important pentru viața umană.

Dacă luați cablul greșit, adică alegeți secțiunea greșită, pot apărea următoarele consecințe:

• cablul se va supraîncălzi;
• temperatura ridicată va duce la topirea izolației;
• există riscul de apariție;
• posibil incendiu;
• dispozitivele alimentate de la rețea se pot arde în timpul funcționării.

Cum să alegi firele?

Sarcina de curent continuu este principalul lucru la care trebuie să acordați atenție atunci când alegeți un fir într-un magazin.

Fiecare tip de fir trebuie pus în vânzare cu pașaport, unde sunt indicate toate aceste date.

Ce este capacitatea de încărcare pe termen lung? Acesta este setul maxim de puteri ale dispozitivelor care consumă curent.

Dacă limita este depășită, cablajul nu este permis să funcționeze.

Deci, este logic să presupunem că pentru a calcula secțiunea transversală necesară, luăm în considerare puterea totală a dispozitivelor, dispozitivelor și a altor articole care funcționează cu consumul de energie (chiar și cele mai comune dispozitiv de încărcare pentru ca telefoanele să fie luate în considerare).

Este mai bine să montați cablajul cu o marjă de maxim lățime de bandă, deoarece reparația probabil nu se face timp de un an, dar în timp, iar dispozitivele sunt făcute mai puternice și probabil că veți dori să cumpărați ceva în plus.

Vorbind despre eficiența cuprului sau a aluminiului în producția de cabluri pentru cablarea electrică, este sigur să spunem că aluminiul are un set mai mare de avantaje în comparație cu cuprul. În favoarea lui, putem desemna:

• rezistent la deteriorări mecanice;
• nu se rupe atunci când este îndoit;
• durabil;
• flexibil;
• fara oxidare;
• dacă comparăm cuprul și aluminiul în funcțiune, atunci două fire diferite cu aceeași secțiune transversală vor putea trece o cantitate diferită de energie. Desigur, cuprul câștigă în confruntarea pentru dreapta unei componente mai de încredere.

Dacă cele mai puternice dispozitive sunt planificate să fie conectate la diferite prize, atunci secțiunea transversală a firelor poate fi de 2,5 mm cu sarcina pe care am dedus-o în exemplu.

Dacă, la același indicator, dispozitivele de mare putere sunt conectate la o priză (sau chiar la o cameră), atunci 4-6 mm este soluția ideală.

Cu toate acestea, pentru o cameră în care dispozitivele prea puternice nu vor funcționa, o secțiune de 1,5 mm este suficientă pentru întreaga cameră.

Trebuie să-ți dai seama și tu. Această diagramă va ajuta:

De regulă, principalul lucru care se află într-un apartament cu două camere care este alimentat cu energie electrică este:

• cazan. Cel mai puternic dispozitiv, dar nu toată lumea îl are. Daca ai instalat gheizer, dar pe viitor intenționați să treceți la un cazan, este mai bine să luați în considerare imediat că acesta consumă aproximativ 2000 W;
• fier. Deși îl pornim rar, acest dispozitiv consumă până la 1700 W, ceea ce va afecta semnificativ cantitatea de flux de energie atunci când este pornit;
• Ceainic electric. Consumă 1200 wați. Atributul bucătăriei aproape fiecărui apartament;
• mașină de spălat. Poate unul dintre liderii aportului de energie. Consumă 2500 W;
• cuptor cu microunde - puterea variază, dar are o medie de 700 de wați;
• un aspirator. Aproximativ 650 W;
• un calculator. 500W;
• ușoară. 500W;
• frigider. 300W;
• televizor modern. 140 W.

Important: da dispozitive de economisire a energiei, dar există unele obișnuite. Radiatoarele care arată la fel pot varia semnificativ în ceea ce privește consumul de energie, dar pe cutie sau în pașaportul dispozitivului, aceste date trebuie indicate pe baza cât durează dispozitivul pe oră.

Calculul secțiunii firului pentru faza de rețea

Pentru monofazat

• însumați puterea tuturor dispozitivelor care vor fi utilizate în apartament;
• înmulțiți suma primită cu coeficientul de simultaneitate (acest indicator este calculat pe baza datelor medii privind includerea simultană a unui număr de dispozitive și este de 0,75);
• numărul rezultat este împărțit la tensiunea din rețea (în cazul nostru 220).

Calculul secțiunii firului pentru o rețea trifazată 380 W

Calculăm în următoarea ordine:

În general, formula va arăta astfel:

Tabel cu dimensiunile firelor

Pentru a afla sarcina admisă pentru un anumit fir și pentru a calcula secțiunea transversală a firului, este suficient să comparați datele obținute cu tabele gata făcute.

Adevărat, multe depind de firul folosit.

Pentru fire de cupru:

Pentru aluminiu:

Important: dacă cablul este format din 4 sau 5 fire, rezultatul este înmulțit cu un factor de 0,93.

Aici puteți învăța totul de la adevărații profesioniști din domeniul lor.

Mai jos voi da un tabel cu secțiunile transversale ale sârmei, dar vă recomand să aveți răbdare citind până la sfârșit această mică parte teoretică. Acest lucru vă va permite să fiți mai conștient în alegerea firelor pentru cablare, în plus, puteți face în mod independent calculul secțiunii firului, în plus, chiar „în minte”.

Trecerea curentului prin conductor este întotdeauna însoțită de degajarea de căldură (respectiv, încălzire), care este direct proporțională cu puterea disipată în secțiunea de cablare. Valoarea sa este determinată de formula P=I 2 *R, unde:

• I - valoarea curentului care curge,
• R este rezistența firului.

Căldura excesivă poate cauza defectarea izolației, ducând la un scurtcircuit și/sau incendiu.

Curentul care circulă prin conductor depinde de puterea de sarcină (P), definită de formulă

I=P/U

(U este tensiunea pentru uz casnic reteaua electrica este 220V).

Rezistența firului R depinde de lungimea, materialul și secțiunea acestuia. Pentru cablarea electrică într-un apartament, cabană sau garaj, lungimea poate fi neglijată, dar materialul și secțiunea transversală trebuie luate în considerare atunci când alegeți firele pentru cablarea electrică.

CALCULUL SECȚIUNII FIRMEI

Secțiunea transversală a firului S este determinată de diametrul său d după cum urmează (în continuare, voi simplifica formulele cât mai mult posibil):
S=π*d 2 /4=3,14*d 2 /4=0,8*d 2.

Acest lucru poate fi util dacă aveți deja un fir și fără un marcaj care să indice imediat secțiunea transversală, de exemplu, VVG 2x1,5, aici 1,5 este secțiunea transversală în mm 2 și 2 este numărul de miezuri.

Cu cât secțiunea transversală este mai mare, cu atât sarcina curentă pe care o poate rezista firul este mai mare. Cu aceleași secțiuni transversale de cupru și fir de aluminiu- cuprul poate rezista mai actualeîn plus, sunt mai puțin fragile, oxidează mai rău, prin urmare sunt cele mai preferate.

Evident, cu o instalație ascunsă, precum și firele așezate într-un furtun ondulat, o cutie electrică, din cauza transferului slab de căldură, acestea se vor încălzi mai puternic, ceea ce înseamnă că secțiunea lor transversală trebuie aleasă cu o anumită marjă, deci este timpul să considerăm o astfel de valoare ca densitate de curent (să o notăm Iρ).

Se caracterizează prin cantitatea de curent în amperi care curge prin secțiunea unitară a conductorului, pe care o vom lua ca 1mm 2. Deoarece această valoare este relativă, este convenabil să o utilizați pentru a calcula secțiunea transversală folosind următoarele formule:

1. d=√ 1,27*I/Iρ =1,1*√I/Iρ- obțineți valoarea diametrului firului,
2. S \u003d 0,8 * d 2 - formula obținută anterior pentru calcularea secțiunii,

Înlocuim prima formulă în a doua, rotunjim tot ceea ce este posibil, obținem un raport foarte simplu:

S=I/Iρ

Rămâne de determinat valoarea densității de curent Iρ), deoarece curentul de funcționare I) este determinat de puterea sarcinii, am dat formula de mai sus.

Valoarea admisibilă a densității curentului este determinată de mulți factori, a căror considerare o voi omite și voi da rezultatele finale și cu o marjă:

Exemplu de calcul:

Avem: puterea totală a sarcinii în linie - 2,2 kW, cablare deschisă, sârmă de cupru. Pentru calcul folosim următoarele unități de măsură: curent - Amperi, putere - Watt (1kW = 1000W), tensiune - Volt.

S=I/Iρ=(2200/220)/10=1mm 2

Dacă efectuați calculele adecvate pentru întreaga gamă de secțiuni transversale ale firelor, puteți obține tabelul corespunzător.

TABEL DE DIMENSIUNI DE SÂRMĂ

Vă avertizez imediat, datele din diferite surse pot varia. Această diferență este determinată de marja de putere. Făcând calcule, am dus acest stoc la maximum, ținând cont că este mai bine să cumperi fire mai puternice, respectiv mai scumpe decât să refac mai târziu cablajul electric ars.

Vă aduc în atenție tabelul promis la începutul articolului:

© 2012-2017 Toate drepturile rezervate.

Toate materialele prezentate pe acest site au doar scop informativ și nu trebuie folosite ca ghid sau documente normative

Tip de curent electric

Tipul de curent depinde de sistemul de alimentare și de echipamentul conectat.

Selectați tipul de curent: Alege Curent alternativ DC

Material conductor al cablului

Materialul conductorilor determină indicatorii tehnici și economici ai liniei de cablu.

Selectați materialul conductorului:

Selectați cupru (Cu) aluminiu (Al)

Puterea totală a sarcinii conectate

Puterea de sarcină pentru un cablu este definită ca suma consumului de energie al tuturor aparatelor electrice conectate la acest cablu.

Introduceți puterea de sarcină: kW

Tensiune nominală

Introduceți tensiunea: LA

Doar AC

Sistem de alimentare: Selectați Monofazat Trifazat

Factorul de putere cosφ determină raportul dintre energia activă și totalul. Pentru consumatorii puternici, valoarea este indicată în pașaportul dispozitivului. Pentru consumatorii rezidentiali cosφ sunt luate egale cu 1.

Factorul de putere cosφ:

Metoda de pozare a cablurilor

Metoda de așezare determină condițiile de disipare a căldurii și afectează sarcina maximă admisă a cablului.

Alegeți o metodă de așezare:

Alege cablare deschisă Cablaj ascuns

Numărul de fire încărcate dintr-un pachet

Pentru curent continuu toate firele sunt considerate încărcate, pentru monofazat alternativ - fază și zero, pentru trifazat alternativ - numai fază.0

Valoarea calculată este valoarea minimă admisă a secțiunii reale a cablului. O parte semnificativă a vândute în magazine produse prin cablu nu corespunde marcajului și are o secțiune transversală a conductorului subestimată. Verificați secțiunea reală a conductorilor cablului înainte de utilizare!

Valoarea calculată a secțiunii cablului este orientativă și nu poate fi utilizată în proiecte de sisteme de alimentare cu energie electrică fără evaluare și justificare profesională în conformitate cu documentele de reglementare!

Proiectarea sistemului de alimentare cu energie a oricărui obiect nu se poate face fără calcularea ariei secțiunii transversale (denumită în continuare pur și simplu secțiunea) firelor și cablurilor de alimentare. Importanța acestei etape se datorează nu numai siguranței electrice și la incendiu a instalației, ci și necesității funcționării normale a sarcinii în timpul funcționării cablajului electric.

Valorile sarcinilor admisibile pe fire, determinate de cerințele documentației tehnice și de reglementare actuale, depind în primul rând de secțiunea lor transversală.

Dacă o secțiune transversală supraestimată a conductoarelor poate duce la o creștere nerezonabilă a costului estimat al materialelor și al lucrărilor electrice, atunci nepotrivirea secțiunii transversale (dacă se abate la o latură mai mică) cu curentul continuu permis duce la un nivel mai grav. consecințe.

Aceasta este, în primul rând, încălzirea inacceptabilă a conductoarelor de fire și cabluri purtătoare de curent - motiv posibil distrugerea izolației acestora, ceea ce nu exclude riscul de rănire soc electricși incendiu din cauza scurtcircuitului.

Calculator pentru calcularea secțiunii transversale a cablului după putere și lungime

De fapt, după cum se poate observa din datele de calcul inițiale, pe lângă puterea și lungimea cablului, următorii factori afectează direct rezultatul calculului: numărul de faze ale rețelei, tensiunea reală a acesteia (măsurată valoarea exactă va da un rezultat mai precis), materialul conductorilor purtători de curent, metoda de așezare a firelor (care afectează răcirea acestora), factorul de putere cosφ, temperatura admisă și cablul.

Pentru comoditatea calculului, în loc de valoarea puterii de sarcină, poate fi utilizat curentul consumat în linie.

Notă; factor de putere în calculator, cosφ are o valoare medie condiționată de 0,95, aproximativ corespunzătoare caracterului sarcina activa cu o mică componentă reactivă.

La calcularea secțiunilor transversale ale cablurilor pentru putere sarcină inductivă valoarea prestabilită de 0,95 poate fi înlocuită cu cea luată din datele de rating ale sarcinii, ceea ce va permite un calcul mai precis al secțiunii necesare cablului.

Vă recomandăm să citiți

Echipament electric

Gătirea caserolei de orez ca la grădiniță

Stabilizatoare și UPS

Supă de pui cu porumb conservat și brânză

Montare

Pui cu cartofi la cuptor - cele mai bune retete

Echipament electric

Curcan la cuptor calorii la 100

Antenă

Marco Polo - Descoperitorul Asiei

Antenă

Marco Polo - Descoperitorul Asiei