ТОО «AVECom»
Комплексные решения в электроснабжении
ТОО «AVECom»
Комплексные решения в электроснабжении
От того как правильно будет выбрано сечения кабеля для проведения электромонтажных работ зависит пожаробезопасность и гарантия долгой и надёжной работы кабельной продукции. Чтобы правильно выбрать сечение кабеля необходимо немного углубится в теорию. Сечение кабеля можно рассчитать разными способами.
Расчет сечения по мощности потребителей
Расчет сечения кабеля зависит от общей мощности потребителей. Формула для вычисления мощности:
P = (P1+P2+..PN)*K*J
P - общая мощность всех потребителей, подключенных к кабелю в Ваттах.
P1, P2, .. PN - мощность каждого потребителя.
K- безразмерный коэффициент одновременности, указывает на то сколько потребителей одновременно могут работать по данному кабелю. Маловероятно, чтобы все потребители одновременно расходовали электроэнергию. Из практики коэффициент можно принять равным 0,8. При использовании всех потребители одновременно, коэффициент будет равным 1.
J – безразмерный коэффициент запаса. Коэффициент учитывает запас по мощности для подключения будущих потребителей. Обычно коэффициент принимается равным от 1,5 до 2,0.
Мощность потребителей указывается на бирке или в паспорте к оборудованию и состоит из активной и реактивной мощности. Оборудование с активной мощностью всю полученную электрическую энергию, с учетом КПД, превращает в полезную работу: механическую, тепловую или в другой ее вид. К устройствам с активной нагрузкой относятся лампы накаливания, обогреватели, утюги, электроплиты и т.д.
Формула для расчета активной мощности:
P = U * I
P – мощность в Вт.
U – напряжение в В.
I – сила тока в А.
Реактивная нагрузка делится на индуктивную или емкостную. Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели), то ток отстает по фазе от напряжения, если нагрузка емкостная (различные электронные устройства), то ток по фазе опережает напряжение. Поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе (реактивная нагрузка), то в нагрузку (потребителю) передается только часть мощности от полной мощности, которая могла бы быть передана в нагрузку. Реактивная мощность зависит от угла смещения фаз между синусоидами напряжения и тока. Угол смещения выражают через cosφ. Для расчета полной мощности оборудования применяют формулу:
P = Pр / cosφ
Pр – реактивная мощность в Вт.
Например в паспорте оборудования указывается реактивная мощность 2000Вт и cosφ = 0,7. Следовательно полная мощность потребление данного оборудования будет равна:
P = 2000 / 0,7 = 2857 Вт.
Если cosφ не указан для данного прибора, то его можно принять равным 0,7, как для подавляющего большинства электроприборов бытового назначения. После определения общей мощности потребителей определяем сечение кабеля по таблице приведенной ниже.
Сечение кабеля всегда нужно выбирать в большую сторону значения мощности.
Расчет сечения кабеля геометрическим способом
Площадь поперечного сечения кабеля – сечение жилы измеряется в мм2. Бывают случаи, когда необходимо узнать сечение кабеля по диаметру проволоки проводника. Есть простая геометрическая формула для монолитного провода круглого сечения:
S = π*R2 = π*D2/4, или наоборот D = √(4*S / π)
S – площадь провода в мм2
R – радиус провода в мм
D – диаметр провода в мм
π — число пи, равное 3,14
Для монолитного проводника прямоугольного сечения формула:
S = h * m
S – площадь проводника в мм2
h, m – ширина и высота соответственно в мм
Для многожильного провода, у которого один проводник состоит из множества свитых проволочек круглого сечения, есть формула:
S = N*D2/1,27
S – площадь провода в мм2
D – диаметр одной проволочки в мм
N – число проволочек в жиле
Проводимость многожильного провода немного лучше, чем у монолитного. Это обусловлено особенностями протекания тока по проводнику круглого сечения. Другим достоинством многожильных проводов является их гибкость и механическая стойкость. С другой стороны монолитные провода дешевле и их применяют их в основном для стационарного монтажа.
Расчет сечения по току
Расчеты сечения кабеля можно так же произвести по току потребления. Такие вычисления позволяют оценить общее влияние различных факторов на кабель, в числе которых тепловая нагрузка, марка проводов, тип прокладки, условия эксплуатации т.д. Расчет производится поэтапно:
1. Расчет мощности всех потребителей;
2.Расчет токов, проходящих по проводнику;
3. Выбор подходящего поперечного сечения по таблицам.
При этом варианте расчёт мощности потребителей производится без учета поправочных коэффициентов. Коэффициенты будут учтены при суммировании силы тока.
Формула для расчета силы тока:
I = P/Uл
I — cила тока в амперах
P — мощность в ваттах
Uл — линейное напряжение в вольтах.
Значение линейного напряжения зависит от источника электроснабжения и бывает одно- и трехфазным. Формула для расчета:
Uл = U * cosφ в случае однофазного напряжения
Uл = U * √3 *cosφ в случае трехфазного напряжения
Обычно для бытовых электрических потребителей принимают cosφ=1, следовательно:
Uл = 220В для однофазного напряжения
Uл = 380В для трехфазного напряжения
Высчитываем ток каждого потребителя и далее суммируем все потребляемые токи по формуле:
I = (I1+I2+…IN)*K*J
I – суммарная сила тока в амперах
I1..IN – сила тока каждого потребителя в амперах
K – коэффициент одновременности.
J – коэффициент запаса.
Коэффициенты K и J аналогичны, тем которые были применены при расчете полной мощности.
Выбор подходящего сечения кабеля по таблицам
Существуют правила эксплуатации электроустановок (ПЭУ) в них приведены ряд таблиц для выбора требуемого сечения жилы кабеля. Перейдем к их рассмотрению.
Следующие две таблицы показывают зависимость сечения проводников от токов и способа укладки.
Из таблиц видно, что от способа укладки зависит предельная сила тока, которую пропускает проводник определенного сечения. Это связано с тем, что идет нагрев провода или кабеля и увеличивается его сопротивление. Соответственно чем больше провода или кабеля уложено в один лоток или трубу, тем меньше он охлаждается, повышается температура, растет его внутреннее сопротивление и это ведет к уменьшению пропускаемого тока. Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.
Следующие две таблицы показывают зависимость сечения проводника от допустимого длительного тока при прокладке его в земле.
Как видим из таблиц , что токовая нагрузка различаются в зависимости от прокладки открытым способом и при углублении в землю. Их принимают равными, если прокладка кабеля в земле проводится с применением лотков.
При прокладке кабелей в грунте необходимо учитывать помимо теплоотводных свойств так же удельное сопротивление по следующей таблице.
| Характеристика земли | Удельное сопротивление см-К/Вт | Поправочный коэффициент |
| Песок влажностью более 9% песчано-глинистая почва влажностью более 1% | 80 | 1,05 |
| Нормальная почва и песок влажностью 7- 9% песчано-глинистая почва влажностью 12-14% | 120 | 1,00 |
| Песок влажностью более 4 и менее 7% песчано-глинистая почва влажностью 8-12% | 200 | 0,87 |
| Песок влажностью до 4% каменистая почва | 300 | 0,75 |
