Разное

Подбор автомата по сечению кабеля: ВЫБОР АВТОМАТА ПО СЕЧЕНИЮ КАБЕЛЯ И МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ

Подбор автомата по сечению кабеля: ВЫБОР АВТОМАТА ПО СЕЧЕНИЮ КАБЕЛЯ И МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ

Содержание

по току, нагрузке, сечению провода

Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества. 

Содержание статьи

  • 1 Для чего служит автомат
  • 2 Какие бывают автоматы защиты
  • 3 Определяемся с номиналом
    • 3.1 Пример
    • 3.2 Расчет по мощности
  • 4 Выбираем отключающую способность
  • 5 Тип электромагнитного расцепителя
  • 6 Каким производителям стоит доверять

Для чего служит автомат

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

  • Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
  • Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
  • Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Пример

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводовДопустимый длительный ток нагрузкиМаксимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 ВНоминальный ток защитного автомата Предельный ток защитного автоматаПримерная нагрузка для однофазной цепи
1,5 кв. мм19 А4,1 кВт10 А16 Аосвещение и сигнализация
2,5 кв. мм27 А5,9 кВт16 А25 Арозеточные группы и электрический теплый пол
4 кв.мм38 А8,3 кВт25 А32 Акондиционеры и водонагреватели
6 кв.мм46 А10,1 кВт32 А40 Аэлектрические плиты и духовые шкафы
10 кв. мм70 А15,4 кВт50 А63 Авводные линии

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.

Выбираем отключающую способность

Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.

Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.

Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.

Тип электромагнитного расцепителя

Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.

д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.

Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.

Есть три самых ходовых типа:

С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:

  • С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
  • Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
  • Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.

То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.

Каким производителям стоит доверять

расчет нагрузки и максимально сечение

Понятие «нагрузка» в электрических сетях неразрывно связано с необходимостью их защиты от перегрузок по току и короткого замыкания. Для решения проблем, связанных с эксплуатацией силовых линий, схемами включения предусматриваются специальные защитные устройства. Одним из таких приборов является автоматический выключатель, номинал которого выбирается в зависимости от режима работы нагрузки и параметров самой питающей линии. Чтобы подобрать автомат по сечению кабеля, потребуется ознакомиться с функциями, которые он выполняет в сети.

Содержание

  1. Функции автоматического выключателя
  2. Факторы, влияющие на выбор необходимого номинала
  3. Определение общей мощности потребления
  4. Повышенные стартовые токи
  5. Учет коэффициента спроса
  6. Расчет параметров автомата
  7. Выбор между несколькими вариантами

Функции автоматического выключателя

Автоматический выключатель — устройство, размыкающее электрическую цепь в случае перегрузки или короткого замыкания

Согласно ПУЭ, основная функция автоматических отключающих устройств – защита электросети от КЗ и перегрузок. Этот прибор отключает потребителя от линии при превышении током заданной для него номинальной величины (уставки).  Вместе с тем он не должен срабатывать при допустимой для него токовой нагрузке (при одновременном включении утюга и варочной панели, например).

Функция линейного предохранителя проявляется также в защите кабеля питания от термического разрушения из-за возгорания его оболочки и последующего за этим пожара. Такие ситуации вполне возможны, поскольку в условиях КЗ токи в линии достигают тысяч ампер. Ни одна из известных марок кабельной продукции при указанных нагрузках не сможет выдержать и нескольких минут. Не говоря уже об обычных изделиях с сечением жил 2,5 кв. мм, традиционно используемых для обустройства электропроводки в частных домах и городских квартирах.

Грамотный расчет защитного автоматического выключателя имеет большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации местной электрической сети. Правильный подход к выбору номиналов автоматов по сечению кабеля играет в этом деле первостепенную роль.

Факторы, влияющие на выбор необходимого номинала

Расчет рабочих параметров провода и автомата допустим лишь при условии учета всех нюансов, касающихся особенностей эксплуатации электросети. Такой подход поможет избежать возможных ошибок при выборе защитного устройства.

Определение общей мощности потребления

Один из основных параметров электрической сети – максимальная мощность потребления всех подключенных к ней активных и реактивных нагрузок. При расчете этого показателя просто суммировать величины, указанные в паспорте устройства, не допускается. Это объясняется разным характером их действия в линии. Любой прибор, подключенный к розетке или непосредственно к кабелю питания подстанции, характеризуется потребляемой им мощностью, оцениваемой в киловаттах (кВт). Эта величина определяет ту энергию, которая преобразуется в данном устройстве в проделанную им или в нем работу и за которую пользователь расплачивается по счетчику.

Известна категория нагрузок, в состав которых входят емкостные и индуктивные элементы. Они называются реактивными и в формировании общей потребляемой мощности участия не принимают – при работе просто перекачивают энергию от сети и обратно. Однако с точки зрения выбора автомата по сечению кабеля эта составляющая тока обязательно учитывается.

Иногда полная или номинальная мощность, учитывающая активную и реактивную составляющую, также указывается в паспорте. Протекающий в нагрузочной цепи ток рассчитывается в этом случае, исходя из ее значения (оно делится на действующее напряжение 220 или 380 Вольт).

Повышенные стартовые токи

В отдельных видах домашней техники (в стиральных машинах, бытовых компрессорах), имеются встроенные электродвигатели, отличающиеся повышенными пусковыми токами. Их величина в течение очень короткого времени (не более 3-х секунд) может многократно превышать рабочие значения, наблюдаемые в установившемся режиме. Образующийся при этом кратковременный всплеск тока, как правило, не вызывает срабатывания теплового расцепителя автомата.

Однако его электромагнитная часть, ответственная за сверхтоки короткого замыкания, в реальных условиях нередко срабатывает и отключает прибор. Очень часто это происходит в выделенных линиях трехфазного питания с подключенным к ним станочным оборудованием (в частных домах). В этом случае следует определиться с величиной пускового импульса и предусмотреть использование автомата класса «D».

Учет коэффициента спроса

Формулы расчетов

Для цепей с подключенными к ним равноценными по энергоемкости нагрузками вводится понятие «коэффициента спроса», обозначаемого как «ks». Смысл его применения состоит в том, что все приборы одновременно никогда не включаются в сеть и простое суммирование их мощностей даст завышенный показатель. Применяемый с этой целью коэффициент принимает значение равное единице или чуть меньше.

С его учетом расчетная мощность (Pr) для всех обслуживаемых приборов находится по формуле:

Pr= ks х S, где S – ее суммарное значение до введения поправки.

Использовать этот коэффициент имеет смысл в офисных и торговых помещениях с большим объемом оргтехники и другой аппаратуры.

Для современных однокомнатных квартир с ограниченным числом потребителей он обычно не принимается во внимание. Когда суммарная мощность всех потребителей определена, можно переходить к процедуре выбора автомата по максимальной токовой нагрузке. Его рабочее или номинальное значение определяется по закону Ома:

I=S/220 Вольт – для одной фазы.

I=S/(1,73х380) – для трехфазной сети.

Коэффициент 1,73 учитывает индуктивный характер нагрузки.

Расчет параметров автомата

Номиналы автоматов по мощности

Для любой электросети, подключенной к местному распределительному шкафу, должно выполняться следующее неравенство:

In <= Ip/ 1,45

Здесь In соответствует номинальному току автомата, а Ip – предельно допустимое его значение для самой проводки. Соблюдение требований этого неравенства – главное условие правильности выбора пары «автомат – кабель», исключающее перегрев и аварийное возгорание электропроводки.

Рассчитать номинальный ток можно или по известной суммарной нагрузке, или же по сечению жил имеющейся проводки.

Если эскиз разводки в квартире уже прорисован, а до прокладки дело еще не дошло, порядок действий выглядит так:

  1. Вычисляется суммарный ток всех подключаемых к электросети приборов (согласно схеме).
  2. Подбирается автомат с номиналом подходящего значения.
  3. Согласно таблице соответствия сечений и токов выбирается кабель нужной марки и типа.

Когда электропроводка уже проложена, необходимые операции существенно упростятся. По известному сечению уложенного определенным образом кабеля по таблицам соответствия определяется предельный ток. После этого согласно приведенной ранее формуле вычисляется значение номинала автомата.

Выбор между несколькими вариантами

Возможны ситуации, когда при выборе автомата с нужным номиналом возникает альтернатива подбора двух близких значений. Так при суммарной мощности потребления в 4 кВт (18 Ампер) подойдет проводка с сечением медных жил 4 мм2. В этом случае допускается ставить прибор на 20 либо на 25 Ампер.

При использовании нескольких ступеней защиты выбирать автоматы следует так, чтобы значение номинала верхнего уровня превышало тот же показатель для приборов более низкого статуса. С другой стороны выбор номинала меньшей величины выгоден тем, что в этом случае тепловой расцепитель быстрее сработает при превышении током допустимого значения.

Провести расчеты автомата по сечению кабеля можно в режиме онлайн. Для этого существует много источников, представленных на страницах Интернета.

Выбор проводов и кабелей в соответствии с требованиями NFPA 79 — краткий обзор может вызвать значительное замешательство. Это особенно актуально для иностранных производителей, импортирующих продукцию в Северную Америку, а также для производителей, которые впервые выходят на рынок этой продукции или устанавливают новое оборудование из-за границы.

Важно знать, что такое NFPA 79, на какие типы оборудования он распространяется и каковы основные требования к проводам и кабелям.

NFPA 79

NFPA расшифровывается как Национальная ассоциация противопожарной защиты. NFPA является ведущим органом и защитником пожарной безопасности и предотвращения, электробезопасности и безопасности зданий в Северной Америке и активно работает в этих областях по всему миру. NFPA разрабатывает, публикует и выпускает согласованные стандарты и кодексы с целью сведения к минимуму возможности и последствий пожара, поражения электрическим током и других рисков. Одной из их самых узнаваемых работ является Национальный электротехнический кодекс (NEC) США.

Типы затронутого оборудования

NFPA 79 — это электрический стандарт для промышленного оборудования. Этот стандарт официально действует с 1965 года. Область применения стандарта распространяется на большие и малые непереносные электроинструменты, такие как настольные шлифовальные станки, сверлильные станки, оборудование для обработки пластмасс и другие машины с механическим приводом. Обычно считается, что машины используются для обработки любых материалов путем резки; формирование; применение давления; применение электрических, тепловых или оптических методов; ламинирование; или любую комбинацию этих процессов. Он также может охватывать оборудование, используемое для транспортировки материалов или инструментов в места сборки, проверки или упаковки.

Стандарт устанавливает требования, касающиеся конструкции оборудования, общих условий эксплуатации (напряжение, частота, импульсы и т. д.), требования безопасности (аварийное отключение и блокировка/маркировка), защита от поражения электрическим током, защита оборудования цепи, заземление и конструкция цепи управления, среди прочего.

Основные требования для NFPA 79

Одна область, о которой производители должны знать при сборке или подключении этого типа оборудования, это провода и кабели. НФПА 79требует, чтобы в проводах и кабелях использовались только медные проводники (алюминий не допускается) и чтобы номинальная температура была не ниже 85°C. Кроме того, типы проводов и кабелей AWM не разрешены, за исключением случаев, когда они являются частью (под)узла, внесенного в список UL, и признаны подходящими для применения. Типы соединительных проводов, которые должны быть указаны, включают MTW, THHN, THW, RHH, RHW, RHW-2, XHHW и XHHW-2.

Типы гибких шнуров, разрешенных для использования со шнурами питания, включают резиновые типы S, SJ, SJOW, SOW; термопластичные эластомеры типов SE, SEOW, SJEOW; и термопласты типов SJT, SJTOW, SJTOOW, STO и STOW, и это лишь некоторые из них. Многие другие типы можно найти в списке стандарта.

В соответствии с NFPA 79 длина шнура питания для этих типов машин не должна превышать 50 футов. Это, вероятно, связано не только с большими уровнями пускового и установившегося тока и связанными с этим проблемами нагрева, связанными с запуском и работой машины и ее двигателей, но и с потенциальными проблемами падения напряжения по длине шнура. Если шнур будет как можно короче, это сведет к минимуму проблемы с падением напряжения. Слегка увеличенный размер шнура (проводников) также поможет решить обе проблемы. Например, если требования по допустимой нагрузке требуют использования как минимум кабеля 12AWG, то, если возможно, увеличение размера кабеля до 10AWG обеспечит меньшее сопротивление и меньший нагрев, что приведет к меньшему падению напряжения.

UL 1063 (Провода и кабели для станков) — это вспомогательный стандарт, который может дать дополнительные рекомендации относительно характеристик этих типов проводов. UL 62 — это стандарт гибкого кабеля, который может предоставить дополнительную информацию о гибком кабеле для шнуров питания. Рекомендуется в некоторой степени ознакомиться с этими стандартами при выборе правильного провода и кабеля.

Для этих типов оборудования точное применение будет определять тип выбранного провода или кабеля. Например, в приложениях, где будут использоваться нефтепродукты, такие как смазка, масло или некоторые чистящие средства, следует рассмотреть маслостойкий кабель. Если приложение включает в себя процесс, требующий воды или некоторых других жидкостей, или если требуется промывка какого-либо типа, водостойкий кабель является лучшим выбором. Если есть загрязняющие вещества, которые могут вызвать истирание или другие повреждения, то резина может быть указана вместо термопластичных типов для дополнительной прочности и долговечности.

Стандарт NFPA и стандарт IEC 60204

Хотя европейским аналогом этого стандарта является IEC 60204, его не следует использовать в качестве замены стандарта NFPA в Северной Америке. Настоятельно рекомендуется связаться с Национальной ассоциацией противопожарной защиты и приобрести копию для ознакомления, чтобы узнать и выполнить все требования, влияющие на конкретное электрическое приложение.

Ресурс:

Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA)

(800) 344-3555 (США/Канада)

(617) 770-3000

www.nfpa.org известный как американский калибр проволоки (AWG). Как показано на рис. 1, диаметр проволоки становится меньше по мере увеличения номера калибра. Типичные диаметры проволоки варьируются от номера 40 до номера 0000.

Рисунок 1. Американский калибр проволоки для стандартной отожженной сплошной медной проволоки

Номера калибров полезны при сравнении диаметра проводов, но не все типы проводов или кабелей можно точно измерить с помощью калибра. Провода большего размера обычно скручены для увеличения их гибкости. В таких случаях общую площадь можно определить путем умножения площади одной жилы (обычно вычисляемой в круговых милах, когда известен диаметр или номер калибра) на количество жил в проводе или кабеле.


При выборе размера провода для передачи и распределения электроэнергии необходимо учитывать несколько факторов.

  1. Провода должны иметь достаточную механическую прочность для условий эксплуатации.
  2. Допустимые потери мощности (потери I2 R) в линии представляют собой электрическую энергию, преобразованную в тепло. Использование больших проводников снижает сопротивление и, следовательно, потери I2 R. Однако большие проводники дороже, тяжелее и требуют более существенной поддержки.
  3. Если источник поддерживает постоянное напряжение на входе в линии, любое изменение нагрузки на линии вызывает изменение линейного тока и, как следствие, изменение падения IR в линии. Большой разброс падения IR в линии вызывает плохую стабилизацию напряжения на нагрузке. Очевидным средством является уменьшение либо тока, либо сопротивления. Снижение тока нагрузки снижает количество передаваемой мощности, тогда как уменьшение сопротивления линии увеличивает размер и вес необходимых проводников. Обычно достигается компромисс, при котором изменение напряжения на нагрузке находится в допустимых пределах, а вес линейных проводов не является чрезмерным.
  4. Когда ток проходит через проводник, выделяется тепло. Температура провода повышается до тех пор, пока излучаемое или иным образом рассеиваемое тепло не сравняется с теплом, выделяемым при прохождении тока по линии. Если проводник изолирован, тепло, выделяющееся в проводнике, не так легко отводится, как если бы проводник не был изолирован. Таким образом, чтобы защитить изоляцию от слишком сильного нагрева, ток через проводник должен поддерживаться ниже определенного значения. Когда электрические проводники прокладываются в местах с относительно высокой температурой окружающей среды, тепло, выделяемое внешними источниками, составляет заметную часть общего нагрева проводника. Необходимо учитывать влияние внешнего нагрева на допустимый ток проводника, и каждый случай имеет свои специфические ограничения. Максимально допустимая рабочая температура изолированных проводников зависит от типа используемой изоляции проводников.

Если желательно использовать провода сечением меньше #20, особое внимание следует уделить механической прочности и правилам установки этих проводов (например, вибрация, изгиб и заделка). Запрещается использовать провода, содержащие менее 19 жил. Следует рассмотреть возможность использования проводников из высокопрочного сплава в проводах малого сечения для повышения механической прочности. Как правило, провода размером меньше 20 должны быть снабжены дополнительными зажимами и сгруппированы как минимум с тремя другими проводами. Они также должны иметь дополнительную опору на концах, например втулки соединителей, зажимы для снятия натяжения, термоусадочные рукава или телескопические втулки. Их не следует использовать в приложениях, где они подвергаются чрезмерной вибрации, многократным изгибам или частому отсоединению от винтового соединения. [Рисунок 2]


09 В некоторых случаях провод может больше тока, чем рекомендуется для контактов соответствующего разъема. В этом случае максимальный ток, проходящий по проводу, зависит от номинала контакта. Возможно, потребуется использовать провода большего сечения, чтобы соответствовать диапазону обжима контактов разъема, которые адекватно рассчитаны на пропускаемый ток. На рис. 3 показано семейство кривых, с помощью которых можно получить коэффициент снижения номинальных характеристик пакета.

не должен быть превышен. Номинальная температура провода может основываться на способности проводника или изоляции выдерживать непрерывную работу без ухудшения характеристик.

1. Один провод на открытом воздухе
Определение пропускной способности электропроводки по току начинается с определения максимального тока, который может пропускать провод данного сечения без превышения допустимого перепада температур (номинал провода минус температура окружающей среды °C). Кривые основаны на одиночном медном проводе на открытом воздухе. [Рис. 3]

2. Провода в жгуте
Когда провода собраны в жгут, ток, полученный для одного провода, должен быть уменьшен, как показано на рис. 4. Величина снижения тока зависит от количества проводов. в жгуте и процент от общей емкости жгута проводов, который используется.

дерейтинг. На рис. 5 показана кривая, по которой можно получить коэффициент снижения номинальных характеристик по высоте.

Рис. 5. Кривая снижения номинальных характеристик по высоте


4. Алюминиевый проводник
При использовании алюминиевого провода размеры следует выбирать на основе номинальных токов, показанных на рис. 6. Использование размеров меньше #8 не рекомендуется. Алюминиевый провод нельзя прикреплять к аксессуарам, установленным на двигателе, или использовать в местах с коррозионными парами, сильной вибрацией, механическими нагрузками или там, где есть необходимость в частом отключении. Использование алюминиевой проволоки также не рекомендуется для участков длиной менее 3 футов. Терминальное оборудование должно быть типа, специально предназначенного для использования с алюминиевыми проводниками.

рассчитать грузоподъемность авиационный электрический провод. Расчет представляет собой пошаговый подход, и несколько графиков используются для получения информации для расчета допустимой нагрузки по току конкретного провода.

Пример 1
Предположим, что жгут проводов (открытый или в оплетке), состоящий из 10 медных проводов размера 20, рассчитанных на 200 °C, и 25 проводов размера 22, рассчитанных на 200 °C, проложен в зоне, где температура окружающей среды составляет 60 °C, а самолет способен летать на высоте 35 000 футов. Анализ цепей показывает, что по 7 из 35 проводов в пучке (7/35 = 20 процентов) протекают силовые токи, близкие или превышающие допустимую.

Шаг 1. Обратитесь к одиночному проводу на кривых на открытом воздухе на рис. 7. Определите изменение температуры провода, чтобы определить номинальные параметры на открытом воздухе. Поскольку провод находится при температуре окружающей среды 60 °C и рассчитан на 200 °C, изменение температуры составляет 200 °C – 60 °C = 140 °C. Следуйте по горизонтали за температурной разностью 140 °C, пока она не пересечется с линией размера провода на рис. 8. Номинальный ток на открытом воздухе для типоразмера 20 составляет 21,5 ампер, а номинальный ток на открытом воздухе для типоразмера 22 — 16,2 ампер. 9Рис. 7. Жгут проводов с защитной оболочкой 54 Рис. 8. Экранированный жгут проводов управления полетом

Шаг 2— См. кривые снижения номинальных характеристик пучка на рис. 4. Кривая 20 процентов выбрана, поскольку анализ цепи показывает, что 20 или менее процентов проводов в жгуте будут пропускать силовые токи и будет использоваться менее 20 процентов емкости пучка. Найдите 35 (по горизонтальной оси), так как в пучке 35 проводов, и определите коэффициент снижения номинальных характеристик 0,52 (по вертикальной оси) по кривой 20 процентов.

Шаг 3. Уменьшите номинальный ток свободного воздуха для размера 22, умножив 16,2 на 0,52, чтобы получить номинал жгута проводов 8,4 А. Уменьшите номинальный ток свободного воздуха для размера 20, умножив 21,5 на 0,52, чтобы получить номинальный ток в жгуте проводов 11,2 А.

Шаг 4 — См. кривую снижения номинальных характеристик по высоте на рис. 5. Найдите 35 000 футов (по горизонтальной оси), так как это высота, на которой работает дрон. Обратите внимание, что номинал провода должен быть снижен с коэффициентом 0,86 (находится на вертикальной оси). Уменьшите номинал жгута проводов размера 22, умножив 8,4 ампера на 0,86, чтобы получить 7,2 ампера. Уменьшите номинал привязи размера 20, умножив 11,2 ампера на 0,86, чтобы получить 9..6 ампер.

Шаг 5 — Чтобы найти общую емкость жгута, умножьте общее количество проводов размера 22 на уменьшенную емкость (25 × 7,2 = 180,0 ампер) и добавьте к этому количеству проводов размера 20, умноженное на уменьшенную емкость (10 × 9,6 = 96,8 ампер) и умножьте полученную сумму на 20-процентный коэффициент мощности жгута проводов. Таким образом, общая емкость жгута составляет (180,0 + 96,0) × 0,20 = 55,2 ампер. Было определено, что общий ток жгута не должен превышать 55,2 А, провод размера 22 не должен выдерживать более 7,2 ампер, а провод размера 20 не должен выдерживать более 9 ампер..6 ампер.

Шаг 6 — Определите фактический ток цепи для каждого провода в пучке и для всего пучка. Если значения, рассчитанные на шаге 5, превышены, выберите провод следующего большего размера и повторите расчеты.


Пример 2
Предположим, что жгут проводов (открытый или в оплетке), состоящий из 12 медных проводов размера 12, рассчитанных на 200 °C, работает при температуре окружающей среды 25 °C на уровне моря и 60 °C на высоте 20 000 футов. высота. Все 12 проводов работают на максимальной мощности или близкой к ней.

Шаг 1 — Обратитесь к кривой одиночного провода на рис. 3, определите разницу температур провода, чтобы определить номинальные характеристики на открытом воздухе. Поскольку провод находится при температуре окружающей среды 25 °C и 60 °C и рассчитан на 200 °C, разница температур составляет 200 °C – 25 °C = 175 °C и 200 °C – 60 °C = 140 °C. , соответственно. Следуйте линиям разницы температур 175 °C и 140 °C на рисунке 2, пока каждая из них не пересечет линию размера провода. Параметры свободного воздуха размера 12 составляют 68 ампер и 59 ампер соответственно.

Шаг 2 — См. кривые снижения номинальных характеристик на рис. 4. Кривая 100 % выбрана, поскольку мы знаем, что все 12 проводов несут полную нагрузку. Найдите 12 (по горизонтальной оси), так как в жгуте 12 проводов, и определите коэффициент снижения номинальных характеристик 0,43 (по вертикальной оси) по кривой 100 процентов.

Шаг 3 — Уменьшите номинальные значения для размера № 12 по воздуху, умножив 68 ампер и 61 ампер на 0,43, чтобы получить 29,2 ампер и 25,4 ампер соответственно.

Шаг 4 — См. кривую снижения номинальных характеристик из-за высоты на рис. 5, обратите внимание на уровень моря и 20 000 футов (по горизонтальной оси), поскольку это условия, при которых перевозится груз. Провод должен быть снижен в 1,0 и 0,9 раза.1 соответственно.

Шаг 5 — Уменьшите номинальный ток 12-го размера в характеристиках пакета путем умножения 29,2 А на уровне моря и 25,4 А на высоте 20 000 футов на 1,0 и 0,91 соответственно, чтобы получить 29,2 А и 23,1 А. Общая емкость пучка на уровне моря и температуре окружающей среды 25 °C составляет 29,2 × 12 = 350,4 ампер. На высоте 20 000 футов и температуре окружающей среды 60 °C емкость пучка составляет 23,1 × 12 = 277,2 ампер. Каждый провод размера 12 может передавать ток 29,2 А на уровне моря при температуре окружающей среды 25 °C или 23,1 А на высоте 20 000 футов и температуре окружающей среды 60 °C.

Шаг 6 — Определите фактический ток цепи для каждого провода в жгуте и для жгута. Если значения, рассчитанные на шаге 5, превышены, выберите провод следующего большего размера и повторите расчеты.

Допустимое падение напряжения

Падение напряжения в главных силовых проводах от источника генерации или батареи до шины не должно превышать 2 процентов от регулируемого напряжения, когда генератор работает на номинальном токе или батарея разряжается при 5 -минутная ставка. Таблицы, показанные на рисунке 9определяет максимально допустимое падение напряжения в цепях нагрузки между шиной и заземлением используемого оборудования.

Рис. 9. Табличная диаграмма (допустимое падение напряжения между шиной и землей служебного оборудования) Однако это основано на предположении, что было обеспечено надлежащее соединение с конструкцией или специальный обратный путь электрического тока, способный проводить требуемый электрический ток с незначительным падением напряжения. Чтобы определить сопротивление цепи, проверьте падение напряжения в цепи. Если падение напряжения не превышает предела, установленного изготовителем самолета или изделия, значение сопротивления цепи можно считать удовлетворительным. При проверке цепи входное напряжение должно поддерживаться на постоянном уровне. На рисунках 10 и 11 показаны формулы, которые можно использовать для определения электрического сопротивления проводов, и некоторые типичные примеры.

6
Рисунок 11. Определение максимальной длины луженого медного провода и проверка падения напряжения

Для проверки падения напряжения можно использовать следующую формулу. Сопротивление/фут можно найти на рисунках 10 и 11 для размера провода.

Расчетное падение напряжения (VD) = сопротивление/футы × длина × ток предотвратить чрезмерное падение напряжения при передаче необходимого тока на требуемое расстояние. [Рис. 9]

  • Размер должен быть достаточным для предотвращения перегрева провода, по которому течет требуемый ток. (См. раздел «Максимальная рабочая температура» для расчета допустимой нагрузки по току.)
  • Для выполнения двух требований по выбору правильного размера провода с помощью рисунка 2 необходимо знать следующее:

    1. Длина провода в футах.
    2. Количество ампер пропускаемого тока.
    3. Допустимое допустимое падение напряжения.
    4. Требуемый постоянный или прерывистый ток.
    5. Расчетная или измеренная температура проводника.
    6. Должен ли провод прокладываться в кабелепроводе и/или пучке?
    7. Должен ли провод прокладываться как один провод на открытом воздухе?

    Пример A.
    Найдите размер провода на рис. 2, используя следующую известную информацию:

    1. Длина провода составляет 50 футов, включая заземляющий провод.
    2. Токовая нагрузка 20 ампер.
    3. Источник напряжения 28 вольт от шины до оборудования.
    4. Контур работает в непрерывном режиме.
    5. Расчетная температура проводника составляет 20 °C или ниже. Шкала в левой части диаграммы представляет максимальную длину провода в футах, чтобы предотвратить чрезмерное падение напряжения для определенной системы источника напряжения (например, 14 В, 28 В, 115 В, 200 В).
      Это напряжение указывается в верхней части шкалы, а соответствующий предел падения напряжения для непрерывной работы — в нижней. Шкала (наклонные линии) в верхней части диаграммы представляет ампер. Шкала в нижней части диаграммы соответствует калибру проволоки.

    Шаг 1. По левой шкале найдите длину провода 50 футов под столбом источника 28 В.

    Шаг 2 — Следуйте по соответствующей горизонтальной линии вправо, пока она не пересечет наклонную линию для 20-амперной нагрузки.

    Шаг 3. В этот момент опуститесь вертикально вниз диаграммы. Значение находится между № 8 и № 10. Выберите провод следующего большего размера справа, в данном случае № 8. Это провод наименьшего сечения, который можно использовать без превышения предела падения напряжения, указанного в нижней части левая шкала. Этот пример представлен на проволочной диаграмме на рисунке 2. Используйте рисунок 2 (вверху) для непрерывного потока и рисунок 2 (внизу) для прерывистого потока.

    You may also like

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *