Ledgroup72.ru

Лед Групп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчёт силы тока и выбор питающего кабеля по мощности для электросети напряжением 220 и 380 В

Расчёт силы тока и выбор питающего кабеля по мощности для электросети напряжением 220 и 380 В

Для обеспечения безопасности при эксплуатации бытовых электроприборов необходимо верно вычислить сечение питающего кабеля и проводки. Поскольку ошибочно выбранное сечение жил кабеля способно привести к возгоранию проводки из-за короткого замыкания. Это грозит возникновением пожара в здании. Это также относится к выбору кабеля для подключения электрических двигателей.

Расчет тока

Величина тока рассчитывается по мощности и необходима на этапе проектирования (планирования) жилища – квартиры, дома.

  • От значения этой величины зависит выбор питающего кабеля (провода), по которому могут быть подключены приборы электропотребления к сети.
  • Зная напряжение электрической сети и полную нагрузку электроприборов, можно по формуле вычислить силу тока, который потребуется пропускать по проводнику (проводу, кабелю). По его величине выбирают площадь сечения жил.

Если известны электропотребители в квартире или доме, необходимо выполнить несложные расчёты, чтобы правильно смонтировать схему электроснабжения.

Аналогичные расчёты выполняются для производственных целей: определения необходимой площади сечения жил кабеля при осуществлении подключения промышленного оборудования (различных промышленных электрических двигателей и механизмов).

Однофазная сеть напряжением 220 В

Сила тока I (в амперах, А) подсчитывается по формуле:

I = P / U,

где P – электрическая полная нагрузка (обязательно указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт);

U – напряжение электрической сети, В (вольт).

Ниже в таблице представлены величины нагрузки типичных бытовых электроприборов и потребляемый ими ток (для напряжения 220 В).

ЭлектроприборПотребляемая мощность, ВтСила тока, А
Стиральная машина2000 – 25009,0 – 11,4
Джакузи2000 – 25009,0 – 11,4
Электроподогрев пола800 – 14003,6 – 6,4
Стационарная электрическая плита4500 – 850020,5 – 38,6
СВЧ печь900 – 13004,1 – 5,9
Посудомоечная машина2000 — 25009,0 – 11,4
Морозильники, холодильники140 — 3000,6 – 1,4
Мясорубка с электроприводом1100 — 12005,0 — 5,5
Электрочайник1850 – 20008,4 – 9,0
Электрическая кофеварка6з0 — 12003,0 – 5,5
Соковыжималка240 — 3601,1 – 1,6
Тостер640 — 11002,9 — 5,0
Миксер250 — 4001,1 – 1,8
Фен400 — 16001,8 – 7,3
Утюг900 — 17004,1 – 7,7
Пылесос680 — 14003,1 – 6,4
Вентилятор250 — 4001,0 – 1,8
Телевизор125 — 1800,6 – 0,8
Радиоаппаратура70 — 1000,3 – 0,5
Приборы освещения20 — 1000,1 – 0,4

На рисунке представлена схема устройства электроснабжения квартиры при однофазном подключении к сети напряжением 220 В.

Как видно из рисунка, различные потребители электроэнергии подключены через соответствующие автоматы к электросчётчику и далее общему автомату, который должен быть рассчитан на нагрузку приборов, которыми будет оборудована квартира. Провод, который подводит питание также должен удовлетворять нагрузке энергопотребителей.

Читайте так же:
Как правильно подключить тройной выключатель света схема

Ниже приводится таблица для скрытой проводки при однофазной схеме подключения квартиры для подбора провода при напряжении 220 В

Сечение жилы провода, мм 2Диаметр жилы проводника, ммМедные жилыАлюминиевые жилы
Ток, АМощность, ВтТок, АМощность, кВт
0,500,8061300
0,750,98102200
1,001,13143100
1,501,38153300102200
2,001,60194200143100
2,501,78214600163500
4,002,26275900214600
6,002,76347500265700
10,003,575011000388400
16,004,5180176005512100
25,005,64100220006514300

Как видно из таблицы сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

При трёхфазном электроснабжении сила тока I (в амперах, А) вычисляется по формуле:

I = P /1,73 U,

где P -потребляемая мощность, Вт;

U — напряжение в сети, В,

так как напряжение при трёхфазной схеме электроснабжения 380 В, формула примет вид:

I = P /657, 4.

В случае подведения к дому трёхфазного электроснабжения напряжением 380 В схема подключения будет выглядеть следующим образом.

Сечение жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трёхфазной схеме напряжением 380 В для скрытой проводки представлена в таблице.

Сечение жилы провода, мм 2Диаметр жилы проводника, ммМедные жилыАлюминиевые жилы
Ток, АМощность, ВтТок, АМощность, кВт
0,500,8062250
0,750,98103800
1,001,13145300
1,501,38155700103800
2,001,60197200145300
2,501,78217900166000
4,002,262710000217900
6,002,763412000269800
10,003,5750190003814000
16,004,5180300005520000
25,005,64100380006524000

Для расчёта тока в цепях питания нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:

  • электрические двигатели;
  • дроссели приборов освещения;
  • сварочные трансформаторы,;
  • индукционные печи.

При расчётах необходимо учитывать это явление. В мощных приборах и оборудовании доля реактивной нагрузки выше и поэтому для таких приборов в расчетах коэффициент мощности принимают равным 0,8.

На практике принято считать, что при подсчёте электрических нагрузок для бытовых целей запас мощности принимают 5%. В случае расчёта электрических сетей для промышленного производства запас мощности принимают 20%.

Сечение провода для сабвуфера

Низкочастотные акустические системы подразумевают использование нескольких типов соединительных кабелей. Провода можно разделить на следующие группы:

  • Кабели для подачи электропитания
  • Межблочные коаксиальные провода
  • Линии между усилителем и громкоговорителем

Последняя позиция используется, когда НЧ колонка имеет пассивную конструкцию и сигнал на динамик подаётся с выхода низкочастотного усилителя. Колонки, работающие в диапазоне низких частот, как правило, имеют большую выходную мощность, что накладывает определённые ограничения на применение соединительных проводов. Чтобы знать, какой провод нужен для сабвуфера, следует правильно оценить технические характеристики устройства.

Читайте так же:
Корпус для сенсорного выключателя света

Какие провода использовать для сабвуфера

При выборе соединительных проводов, нужно так же учитывать в каких условиях будет эксплуатироваться низкочастотная система. Провода, используемые в автомобильных колонках, могут несколько отличаться от линий для домашней техники. Существуют жесткие требования, которые нужно соблюдать при выборе соединительных проводов. Для подключения автомобильных низкочастотных колонок имеются готовые наборы, где имеются не только все виды соединений, но и элементы крепления, наконечники и вставка предохранителя. Какое сечение провода нужно для сабвуфера.

Проще всего выбирать соединение для подключения источника звука. В автомобилях это магнитола или головное устройство, а в домашних условиях это может быть компьютер или другой источник звука. Обычно выходы музыкальных центров и входы усилителей низкой частоты выполнены на разъёмах RCAили «Тюльпан». Сечение линии для таких подключений не играет никакой роли, поэтому можно использовать готовые коаксиальные кабели оборудованные разъёмами «Тюльпан» — «Тюльпан» на концах. Выход звука в компьютере организован на гнезде под 3,5 мм «Jack», поэтому нужно использовать переходник. В автомобиле важным является выбор линии питания идущей от аккумулятора к усилителю низкой частоты. Сечение определяется потребляемой мощностью низкочастотного канала. Для того чтобы найти потребляемый ток нужно выходную мощность усилителя низкой частоты разделить на среднее напряжение питания в бортовой сети автомобиля. Обычно используется величина 13 вольт. Все вычисления нужно выполнять при максимальной мощности усилителя НЧ.Так если его номинал равен 200 ватт, то при расчёте берётся 400 ватт. В результате получается: 400/13=30. Далее определяется сечение кабеля для тока в 30 ампер. На эту величину выбирается и номинал предохранителя в цепи питания. Проще всего выбрать сечение по таблице, где оно указано по стандарту AEGи в мм2.

Площадь сечения, мм 2Калибр кабеля по AWGМакс. номинал предохранителя, А
0,5205
0,75187,5
11710
1,51515
2,51325
41130
6940
8850
10760
16580
204100
253125
302150
50200
70000250
950000300

При использовании пассивной акустической системы очень важным является выбор кабеля, по которому звуковой сигнал, с выхода низкочастотного усилителя, передаётся на громкоговоритель. Какие лучше провода для сабвуфера. Прежде всего, рекомендуется отказаться от алюминиевых или обмеднённых линий от некоторых азиатских компаний. Не имеет смысла использовать акустический кабель с серебряным покрытием. На частотах ниже 100 кГц покрытие из ценных металлов не оказывает никакого влияния на качество звука. Акустический провод должен быть только медным и многожильным. Чем больше будет его сечение, тем меньше сопротивление, а следовательно, меньше будет и падение напряжения при пиковой мощности низкочастотного сигнала. Для расчёта сечения удобно использовать онлайн калькулятор. Там указывается сопротивление звуковой катушки динамика, номинальная и максимальная мощность низкочастотного канала, длина соединительной линии и допустимое падение напряжения.

Читайте так же:
Как подсоединить телевизионную розетку с кабелем

Расчет сечения кабеля

Проектирование и сборка электрощитов на заказ. Сборка щитов. Схема электрощита

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В предыдущей статье я подробно показывал, как рассчитать основную характеристику автоматического выключателя — его номинальный ток, в этой статье мы подробно рассмотрим, как выполнить расчет сечения кабеля.

Итак, нам необходимо знать расчетный ток в линии.

Рабочий ток электропроводки ограничен максимально допустимой температурой нагрева провода при протекании по нему тока. При превышении этой температуры изоляция начинает перегреваться и плавиться, что приводит к разрушению кабеля. Для скрытой электропроводки теплопроводность провода меньше, чем для открытой проводки, провод хуже охлаждается и соответственно, меньше допустимый рабочий ток.

При продолжительной работе кабеля с температурой, превышающей допустимую, изоляция быстро теряет свои изоляционные и механические свойства. Длительно допустимая температура нагрева жил кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией составляет 70°С. А при токах короткого замыкания максимально допустимая температура 160°С, причем продолжительность такого воздействия не должна превышать 4с. Сечение провода необходимо выбирать таким, чтобы он не нагревался выше допустимой для его нормальной работы температуры.

Номинальный ток автоматического выключателя выбирается больше или равным расчетному току линии, и не должен превышать максимально допустимую нагрузку в электрической цепи или кабеле:

Для обеспечения защиты от перегрузки по току, номинальный ток срабатывания автоматического выключателя должен быть на 45% меньше, чем максимально допустимая нагрузка для электрической цепи или кабеля:

выбор сечения кабеля

Максимальный ток, который выдерживает электропроводка, можно определить по таблице расчета сечения кабеля табл.1.3.4 Правил устройства электроустановок. Скрытая электропроводка, когда провод проложен в штробе под штукатуркой, приравнивается к прокладке в трубе.

Согласно норм, электропроводка в квартирах должна выполняться трехпроводной, и заземляющий проводник в расчет не принимается. Поэтому для домашней электропроводки пользуемся столбцом «один двухжильный провод, проложенный в трубе»:

таблица расчета сечения медного кабеля

Внутренняя электропроводка, согласно требованием ПУЭ п.7.1.34, должна выполняться только кабелями с медными жилами.

Если у вас старый дом, в котором электропроводка выполнена алюминиевым проводом, тогда для определения сечения кабеля необходимо пользоваться таблицей 1.3.5., в которой указан допустимый длительный ток для проводов с алюминиевыми жилами:

таблица расчета сечения алюминевого кабеля

Выбирая сечение провода, необходимо учитывать требования к его механической прочности. Согласно ПУЭ табл.7.1.1, для внутренней электропроводки жилых зданий минимальное сечение проводников групповых линий должно быть 1,5 мм2. То есть, если в результате расчета получается, что необходим провод сечением 1 мм2, необходимо применять провод минимум 1,5 мм2.

Знакомясь с время-токовыми характеристиками автоматических выключателей, мы рассматривали, пороги срабатывания тепловых и электромагнитных расцепителей настраиваются на заводе по стандарту. Эти данные обычно приводятся в каталогах производителей.

Параметры срабатывания автоматических выключателей

параметры срабатывания автоматических выключателей

Из таблицы (и из графика время-токовой характеристики) видно, что при токах до 1,13Iн автомат не сработает. При возникновении перегрузки цепи на 13% больше номинального тока (1,13Iн), автоматический выключатель отключиться не ранее, чем через час, а при перегрузке до 45% (1,45Iн), тепловой расцепитель автомата должен сработать в течение одного часа (т.е. может сработать и через час). Таким образом, в диапазоне токов 1,13-1,45 от номинального тока Iн тепловой расцепитель автомата сработает за время от нескольких минут, до нескольких часов.

Читайте так же:
Кабель кнр по току

Из всего этого видно, что номинальный ток выбранного автоматического выключателя, с учётом уставки теплового рацепителя, как минимум, не должен превышать допустимых токовых нагрузок электропроводки, находящейся в зоне действия автомата.

Для чего при выборе автоматического выключателя учитывать уставку теплового расцепителя? Для наглядности рассмотрим пример.

Возьмем автомат номиналом 16А, ток перегрузки при котором этот автомат сработает в течение часа будет равным не 16А, а 16·1,45= 23,2А (уставка теплового расцепителя — 1,45Iн). Соответственно, под этот ток необходимо подобрать сечение кабеля. Смотрим таблицу для меди: при скрытой электропроводке это минимум 2,5мм 2 (длительно выдерживает ток в 25А).

Соответственно, для автомата номиналом 10А, ток при котором этот автоматический выключатель сработает в течение часа будет равным не 10А, а 10·1,45= 14,5А (уставка теплового расцепителя). По таблице: при скрытой проводке это минимум 1,5мм 2 .

Довольно часто встречается, что для защиты группы, выполненной проводом 2,5 мм 2 устанавливают автомат защиты 25А (ведь по таблице мы видим, что он выдерживает длительный допустимый ток 25А). В этом случае получится, что ток при котором автомат отключится в течении часа составит не 25А, а 25·1,45=36,25А. За это время провод перегорит и возможен пожар.

В настоящее время с большой вероятностью можно приобрести кабель с уменьшенным фактическим сечением (например, вместо сечения 2,5 мм2 окажется только 2,0 мм2).

В связи с этим, чтобы увеличить безопасность, надежность и долговечность электропроводки, для использование в быту оптимальны такие соотношения сечения применяемого провода и номинала, устанавливаемого в эту цепь автоматического выключателя:

1,5 мм2 — 10 А — нагрузка до 2,2 кВт

2,5 мм2 — 16 А — нагрузка до 3,5 кВт

4,0 мм2 — 25 А — нагрузка до 5,5 кВт

6,0 мм2 — 32 А — нагрузка до 7 кВт

10 мм2 — 50 А — нагрузка до 11 кВт

На срабатывание автоматических выключателей, помимо величины тока, протекающего в защищаемой цепи, влияет также нагрев от установленных рядом автоматов и температура окружающей среды.

Летом, когда жарко, а внутри электрического щита температура еще выше, вдобавок установлено несколько автоматов в ряд, номинальный ток автоматического выключателя снизится. Если в линии включено много потребителей (т.е. нагрузка близка к максимальной), возможны срабатывания теплового расцепителя. Это необходимо учитывать при выборе автомата. Подробно влияние температуры на работу автоматического выключателя я уже рассматривал в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.

После того, как выбрали сечения провода, проводят проверку на допустимую потерю напряжения. При большой протяженности проводов напряжение к потребителям может доходить существенно ниже номинального.

Допустимая потеря напряжения в проводах не должна превышать 5% номинального напряжения. Если она окажется больше допустимой, то необходимо выбрать провод большего сечения. В рамках этой статьи мы проверку по потере напряжения рассматривать не будем.

Читайте так же:
Как выбрать сечение кабеля розетка

Подробное видео Как рассчитать сечение кабеля:

Расчет сечения кабеля (провода)

Расчет сечения кабеля (провода) производится для того, чтобы подобрать провод оптимального сечения, который будет соответствовать всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки, а также будет иметь допустимое сопротивление в конкретном случае.

Если вы выберете сечение не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к недопустимому падению напряжения, чрезмерному нагреву провода, а в худшем случае плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Для низковольтных систем сечение провода требуется больше, чем для систем с более высоким напряжением. Это объясняется тем, что для получения одной и той же мощности при разных напряжениях будет протекать разный ток, который определяет необходимое сечение. Например, согласно формуле I=P/U, при мощности в 1200Вт, ток при напряжении 220В будет равен 5,45А, а для получения этой же мощности при 12В ток должен быть 100А!

Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами согласно ПУЭ («Правила устройства электроустановок») приведен в таблице. Данные указаны при температуре: жил +65, окружающего воздуха +25 и земли + 15°С.

При выборе сечения с помощью данной таблицы не стоит забывать о потерях напряжения в зависимости от сечения, тока и длины кабеля.

Давайте попробуем разобраться, как зависят потери напряжения от сечения, тока и длины кабеля. Для примера возьмем ток 100А, который будет протекать при мощности 1200Вт в инверторно-аккумуляторной системе 12В. Длину кабеля от инвертора до аккумулятора примем равной 2 метра (два кабеля по одному метру – плюс и минус). Сечение провода возьмем из таблицы — 16мм2.

Согласно закону Ома:

U = I*R, где:

U — напряжение;
I — ток;

R — сопротивление, Ом.

В нашем случае R — это сопротивление провода, которое рассчитывается по формуле:

R = ρ*L/S, где:
ρ — удельное сопротивление, Ом•мм²/м (Удельное сопротивление меди 0,0175-0,0182 Ом•мм²/м, при 20 о С. С повышением температуры сопротивление кабеля увеличивается);
L — длина провода, м;
S — площадь поперечного сечения, мм².

Подставим сопротивление провода R = (ρ*L) / S в закон Ома и получим:

U = I*ρ*L/S, где U – падение напряжения, В.

Т.е. используя кабель с сечением 16мм 2 мы потеряем 0,22В, что составляет 1,82% от заданного напряжения, если же мы будем использовать кабель с сечением 35мм², что более верно в данном случае, то получим потери напряжения всего 0,1В или 0,83%.

Стоит принимать во внимание, что чем больше сечение провода, тем меньше его сопротивление, и, следовательно, меньше потери в нем. Также стоит учитывать, что чем больше сечение провода, тем выше его стоимость. Поэтому при выборе сечения нужно искать «золотую середину», при этом делая больший акцент на меньшие потери, надежность и безопасную эксплуатацию электропроводки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector