Токовые нагрузки на провода: Длительно допустимые токовые нагрузки для проводов и кабелей

Длительно допустимые токовые нагрузки для проводов и кабелей

Если электрический ток будет протекать по проводнику в течение длительного времени, в этом случае установится определенная стабильная температура данного проводника, при условии неизменной внешней среды. Величины токов, при которых температура достигает максимального значения, в электротехнике известны как длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей и проводов. Данные величины соответствуют определенным маркам проводов и кабелей. Они зависят от изоляционного материала, внешних факторов и способов прокладки. Большое значение имеет материал и сечение кабельно-проводниковой продукции, а также режим и условия эксплуатации.

Содержание

Причины нагрева кабеля

Причины повышения температуры проводников тесно связаны с самой природой электрического тока. Всем известно, что по проводнику под действием электрического поля упорядоченно перемещаются заряженные частицы – электроны. Однако для кристаллической решетки металлов характерны высокие внутренние молекулярные связи, которые электроны вынуждены преодолевать в процессе движения. Это приводит к высвобождению большого количества теплоты, то есть, электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Данное явление похоже на выделение теплоты под действием трения, с той разницей, что в рассматриваемом варианте электроны соприкасаются с кристаллической решеткой металла. В результате, происходит выделение тепла.

Такое свойство металлических проводников имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Эффект нагрева используется на производстве и в быту, как основное качество различных устройств, например, электрических печей или электрочайников, утюгов и другой техники. Отрицательными качествами являются возможные разрушения изоляции при перегреве, что может привести к возгоранию, а также выходу из строя электротехники и оборудования. Это означает, что длительные токовые нагрузки для проводов и кабелей превысили установленную норму.

Существует множество причин чрезмерного нагрева проводников:

• Основной причиной часто становится неправильно выбранное сечение кабеля. Каждый проводник обладает собственной максимальной пропускной способностью тока, измеряемого в амперах. Прежде чем подключать тот или иной прибор, необходимо установить его мощность и только потом выбирать сечение. Выбор следует делать с запасом мощности от 30 до 40%.
• Другой, не менее распространенной причиной, считаются слабые контакты в местах соединений – в распределительных коробках, щитках, автоматических выключателях и т.д. При плохом контакте провода будут нагреваться, вплоть до их полного перегорания. Во многих случаях достаточно проверить и подтянуть контакты, и чрезмерный нагрев исчезнет.
• Довольно часто контакт нарушается из-за неправильного соединения медных и алюминиевых проводов. Чтобы избежать окисления в местах соединений этих металлов, необходимо использовать клеммники.

Для правильного расчета сечения кабеля нужно вначале определить максимальные токовые нагрузки. С этой целью сумма всех номинальных мощностей у используемых потребителей, должна быть поделена на значение напряжения. Затем, с помощью таблиц можно легко подобрать нужное сечение кабеля.

Расчет допустимой силы тока по нагреву жил

Правильно выбранное сечение проводника не допускает падений напряжения, а также излишних перегревов под воздействием проходящего электротока. То есть, сечение должно обеспечивать наиболее оптимальный режим работы, экономичность и минимальный расход цветных металлов.

Сечение проводника выбирается по двум основным критериям, как допустимый нагрев и допустимая потеря напряжения. Из двух значений сечения, полученных при расчетах, выбирается большая величина, округляемая до стандартного уровня. Потеря напряжения оказывает серьезное влияние преимущественно на состояние воздушных линий, а величина допустимого нагрева оказывает серьезное влияние на переносные шланговые и подземные кабельные линии. Поэтому сечение для каждого вида проводников определяется в соответствии с этими факторами.

Понятие допустимой силы тока по нагреву (Iд) представляет собой протекающую по проводнику силу тока в течение длительного времени, в процессе которого появляется значение длительно допустимой температуры нагрева. При выборе сечения необходимо соблюдение обязательного условия, чтобы расчетная сила тока Iр соответствовала допустимой силе тока по нагреву Iд. Значение Iр определяется по следующей формуле: Iр, в которой Рн является номинальной мощностью в кВт; Кз – коэффициент загрузки устройства, составляющий 0,8-0,9; Uн – номинальное напряжение устройства; hд – КПД устройства; cos j – коэффициент мощности устройства 0,8-0,9.

Таким образом, любому току, протекающему через проводник в течение длительного времени, будет соответствовать определенное значение установившейся температуры проводника. При этом, внешние условия, окружающие проводник, остаются неизменными. Величина тока, при которой температура данного кабеля считается максимально допустимой, известна в электротехнике, как длительно допустимый ток кабеля. Этот параметр зависит от материала изоляции и способа прокладки кабеля, его сечения и материала жил.

Когда рассчитываются длительно допустимые токи кабелей, обязательно используется значение максимальной положительной температуры окружающей среды. Это связано с тем, что при одинаковых токах теплоотдача происходит значительно эффективнее в условиях низких температур.

В разных регионах страны и в разное время года температурные показатели будут отличаться. Поэтому в ПУЭ имеются таблицы с допустимыми токовыми нагрузками для расчетных температур. Если же температурные условия значительно отличаются от расчетных, существуют поправки с помощью коэффициентов, позволяющих рассчитать нагрузку для конкретных условий. Базовое значение температуры воздуха внутри и вне помещений устанавливается в пределах 250С, а для кабелей, проложенных в земле на глубине 70-80 см – 150С.

Расчеты с помощью формул достаточно сложные, поэтому на практике чаще всего используется таблица допустимых значений тока для кабелей и проводов. Это позволяет быстро определить, способен ли данный кабель выдержать нагрузку на данном участке при существующих условиях.

Условия теплоотдачи

Наиболее эффективными условиями для теплоотдачи является нахождение кабеля во влажной среде. В случае прокладки в грунте, отведение тепла зависит от структуры и состава грунта и количества влаги, содержащейся в нем.

Для того чтобы получить более точные данные, необходимо определить состав почвы, влияющий на изменение сопротивления. Далее с помощью таблиц находится удельное сопротивление конкретного грунта. Данный параметр может быть уменьшен, если выполнить тщательную трамбовку, а также изменить состав засыпки траншеи. Например, теплопроводность пористого песка и гравия ниже, чем у глины, поэтому кабель рекомендуется засыпать глиной или суглинком, в которых отсутствуют шлаки, камни и строительный мусор.

Воздушные кабельные линии обладают плохой теплоотдачей. Она ухудшается еще больше, когда проводники прокладываются в кабель-каналах с дополнительными воздушными прослойками. Кроме того, кабели, расположенные рядом, подогревают друг друга. В таких ситуациях выбираются минимальные значения нагрузок по току. Чтобы обеспечить благоприятные условия эксплуатации кабелей, значение допустимых токов рассчитывается в двух вариантах: для работы в аварийном и длительном режиме. Отдельно рассчитывается допустимая температура на случай короткого замыкания. Для кабелей в бумажной изоляции она составит 2000С, а для ПВХ – 1200С.

Значение длительно допустимого тока и допустимая нагрузка на кабель представляет собой обратно пропорциональную зависимость температурного сопротивления кабеля и теплоемкости внешней среды. Необходимо учитывать, что охлаждение изолированных и неизолированных проводов происходит в совершенно разных условиях. Тепловые потоки, исходящие от кабельных жил, должны преодолеть дополнительное тепловое сопротивление изоляции. На кабели и провода, проложенные в земле и трубах, существенно влияет теплопроводность окружающей среды.

Если в одной траншее прокладывается сразу несколько кабелей, в этом случае условия их охлаждения значительно ухудшаются. В связи с этим длительно допустимые токовые нагрузки на провода и кабели снижаются на каждой отдельной линии. Данный фактор нужно обязательно учитывать при расчетах. На определенное количество рабочих кабелей, проложенных рядом, существуют специальные поправочные коэффициенты, сведенные в общую таблицу.

Таблица нагрузок по сечению кабеля

Передача и распределение электрической энергии совершенно невозможно без проводов и кабелей. Именно с их помощью электрический ток подводится к потребителям. В этих условиях большое значение приобретает токовая нагрузка по сечению кабеля, рассчитываемая по формулам или определяемая с помощью таблиц. В связи с этим, сечения кабелей подбираются в соответствии с нагрузкой, создаваемой всеми электроприборами.

Предварительные расчеты и выбор сечения обеспечивают бесперебойное прохождение электрического тока. Для этих целей существуют таблицы с широким спектром взаимных связей сечения с мощностью и силой тока. Они используются еще на стадии разработки и проектирования электрических сетей, что позволяет в дальнейшем исключить аварийные ситуации, влекущие за собой значительные затраты на ремонт и восстановление кабелей, проводов и оборудования.

Существующая таблица токовых нагрузок кабелей, приведенная в ПУЭ показывает, что постепенный рост сечения проводника вызывает снижение плотности тока (А/мм2). В некоторых случаях вместо одного кабеля с большой площадью сечения, более рациональным будет использование нескольких кабелей с меньшим сечением. Однако, данный вариант требует экономических расчетов, поскольку при заметной экономии цветного металла жил, возрастают затраты на устройство дополнительных кабельных линий.

Выбирая наиболее оптимальное сечение проводников с помощью таблицы, необходимо учитывать несколько важных факторов. Во время проверки на нагрев, токовые нагрузки на провода и кабели принимаются из расчета их получасового максимума. То есть, учитывается средняя максимальная получасовая токовая нагрузка для конкретного элемента сети – трансформатора, электродвигателя, магистралей и т.д.

Кабели, рассчитанные на напряжение до 10 кВ, имеющие пропитанную бумажную изоляцию и работающие с нагрузкой, не превышающей 80% от номинала, допускается краткосрочная перегрузка в пределах 130% на максимальный период 5 суток, не более 6 часов в сутки.

Когда нагрузка кабеля по сечению определяется для линий, проложенных в коробах и лотках, ее допустимое значение принимается как для проводов, уложенных открытым способом в лотке в одном горизонтальном ряду. Если провода прокладываются в трубах, то это значение рассчитывается, как для проводов, уложенных пучками в коробах и лотках.

Если в коробах, лотках и трубах прокладываются пучки проводов в количестве более четырех, в этом случае допустимая токовая нагрузка определяется следующим образом:

• Для 5-6 проводов, нагруженных одновременно, считается как при открытой прокладке с коэффициентом поправки 0,68.
• Для 7-9 проводников при одновременной нагрузке – так же как при открытой прокладке с коэффициентом 0,63.
• Для 10-12 проводников при одновременной нагрузке – так же как при открытой прокладке с коэффициентом 0,6.

Таблица для определения допустимого тока

Расчеты, выполняемые вручную, не всегда позволяют определить длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей и проводов. В ПУЭ содержится множество разных таблиц, в том числе и таблица токовых нагрузок, содержащая готовые значения, применительно к различным условиям эксплуатации.

Характеристики проводов и кабелей, приведенные в таблицах, дают возможность нормальной передачи и распределения электроэнергии в сетях с постоянным и переменным напряжением. Технические параметры кабельно-проводниковой продукции находятся в очень широком диапазоне. Они различаются собственной маркировкой, количеством жил и другими показателями.

Допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена

ТомсккабельПродукцияСправочная информацияДопустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена

• Кабель и провод
• Наличие на складе
• Импортозамещение
  • ТОФЛЕКС СРГК
  • ТОФЛЕКС Р
  • ТОФЛЕКС ЭМС
  • ТОФЛЕКС КГШРЭКП
• Печатные каталоги
• Оборудование для кабельного производства
• Медная проволока марки ММ
• Медная луженая проволока марки ММЛ
• Полимерные маты
• Справочная информация
• СКАНКАБ
• Спецтехника по специальным ценам
• Индивидуальная конструкция кабеля под заказ
• Политика в области качества

Номиналь- ное сечение жилы, мм²	Допустимая токовая нагрузка силовых кабелей, А
	одножильных				многожильных**
	На постоянном токе		На переменном токе*		На переменном токе
	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле
1,5	35	48	28	33	25	31
2,5	46	63	36	42	34	40
4,0	60	82	47	54	45	52
6,0	76	102	59	67	56	64
10,0	105	136	82	89	78	86
16,0	139	175	108	115	104	112
25,0	188	228	146	147	141	144
35,0	230	274	180	176	172	173
50,0	281	325	220	208	209	205
70,0	356	399	279	255	265	253
95,0	440	478	345	306	327	304
120,0	514	546	403	348	381	347
150,0	591	614	464	392	437	391
185,0	685	695	538	443	504	442
240,0	821	812	641	515	598	515

* — при прокладке треугольником вплотную

** — для определения токовых нагрузок четырехжильных кабелей с жилами равного сечения в четырехпроводных сетях при нагрузке во всех жилах в нормальном режиме, а также для пятижильных кабелей данные значения должны быть умножены на коэффициент 0,93.

Пожалуйста, подождите..

Линия

и проводка под нагрузкой: в чем разница?

К

Тимоти Тиле

Тимоти Тиле

Тимоти Тиле имеет степень младшего специалиста в области электроники и является местным электриком № 176 IBEW с более чем 30-летним опытом работы в жилых, коммерческих и промышленных электросетях.

Узнайте больше о The Spruce’s Редакционный процесс

Обновлено 26.10.22

Рассмотрено

Ларри Кэмпбелл

Рассмотрено Ларри Кэмпбелл

Ларри Кэмпбелл (Larry Campbell) — подрядчик-электрик с 36-летним опытом работы в области электропроводки в жилых и коммерческих помещениях. Он работал техником-электронщиком, а затем инженером в IBM Corp., является членом Наблюдательного совета Spruce Home Improvement Review Board.

Узнайте больше о The Spruce’s Наблюдательный совет

Ель / Кевин Норрис

В электротехнике термины «линия» и «нагрузка» — это сокращенные слова, которые относятся к проводам, передающим питание от источника к устройству (линии), по сравнению с проводами, передающими питание к другим устройствам дальше по цепи ( нагрузка).

Ряд других более разговорных терминов также используется для описания того же самого предмета, например, 9.0027 входящий против исходящий проводов или восходящий против нисходящий .

Нажмите «Воспроизвести», чтобы узнать, что означают «Линия» и «Загрузка»

Эти термины используются в контексте одного устройства и электрической коробки, поэтому провода, подающие питание в коробку, описываются как проводов линии , восходящих проводов или входящих проводов , , в то время как провода, идущие к другим устройствам, описываются как нагрузка, нисходящая, или

отходящая провода. И эти термины относятся к расположению устройства в цепи, поскольку провод нагрузки для одной розетки становится проводом линии для следующей розетки ниже по цепи в цепи.

Термины «линия» и «нагрузка» имеют ряд применений в различных местах электрической системы.

В чем разница между линейной и нагрузочной проводкой?

Входящий поток от коммунальной компании поступает в линия стороны электросчетчика. Он выходит из счетчика со стороны нагрузки , а затем подается на сторону линии разъединительной или электрической сервисной панели. Сервисная панель также имеет подключение к линии и нагрузке: линия питает главный выключатель в панели, в то время как отдельные выключатели ответвлений можно рассматривать как нагрузку по отношению к основному выключателю.

Цепи

Розетки (розетки), выключатели, светильники и другие электрические устройства обычно подключаются по несколько штук в одной цепи. С первым устройством 9Линия 0027

— это провод, идущий от сервисной панели к устройству, а нагрузка — это провод, идущий от первого устройства ко второму устройству ниже по цепи. На втором устройстве линия является источником питания, поступающим от первого устройства; нагрузка — это провод, идущий к третьему устройству в цепи, и так далее.

То же значение может относиться и к самому устройству. Сторона линии розетки — это место, где вы подключаете входящее питание от источника. 9Сторона нагрузки 0027 — это место, где питание покидает устройство (или электрическую коробку) и проходит по цепи.

Розетки GFCI

Линия и нагрузка имеют особое значение при подключении розеток прерывателя цепи замыкания на землю (GFCI). GFCI имеют две пары винтовых клемм для подключения проводов: одна пара помечена как LINE, а другая помечена как LOAD. Подключение к линейным клеммам приводит только к тому, что розетка обеспечивает защиту GFCI только для этой розетки. Подключение для линии и

клеммы нагрузки (с использованием двух электрических кабелей или двух наборов косичек) обеспечивает защиту GFCI для этой розетки, а также для других стандартных розеток, расположенных ниже по потоку в той же цепи.

Другие значения слов «линия» и «нагрузка»

При подключении низковольтных цепей, таких как дверные звонки или ландшафтное освещение, «линия» относится к частям цепи, которые находятся под полным бытовым напряжением (обычно 120 вольт), чтобы отличить их от низковольтной проводки и устройств, которые используются после понижения напряжения на трансформаторе.

«Нагрузка» также является общим термином для описания потребности в электроэнергии или потребляемой мощности, которую устройство или прибор помещает в цепь. Например, в цепи освещения вы можете сложить максимальную мощность всех осветительных приборов в цепи, чтобы рассчитать «общую нагрузку» или максимальную потенциальную потребляемую мощность всех ламп.

Линия и провод нагрузки Что вам нужно знать

15 июня 2022 г.

Многие домовладельцы гордятся своей способностью экономить деньги, устанавливая новые светильники и выключатели. Другие распространенные работы по электрике своими руками включают замену розеток или модернизацию до розетки GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю). Понимание того, как работает ваша электрическая система, имеет решающее значение для безопасности. Чтобы сделать этот ремонт, вам нужно понять линию и провод нагрузки.

Линия и нагрузка Определение провода

Проще говоря, «линия» относится к проводам, по которым подается электричество, а «нагрузка» относится к проводам, по которым ее перемещают. Линейный провод передает питание от источника к устройству или устройству. Провод нагрузки передает эту мощность на следующее устройство в цепочке.

Линия – это входящая электроэнергия, а нагрузка – это исходящая электроэнергия.

Как линия и нагрузка переводятся в ремонт своими руками

Если вы работаете с жесткими электрическими компонентами, очень важно иметь возможность идентифицировать их, чтобы обращаться с ними безопасно и правильно.

Например, если вы заменяете потолочный светильник, вам необходимо знать, как к нему подключены линейный и нагрузочный провода, а также к выключателю на стене, который его включает.

Линейный провод является входом в выключатель освещения. У выключателя света находится провод нагрузки, который передает питание от вашей электрической панели через стену и потолок к светильнику.

Что такое линейный провод?

Первый линейный провод в вашем доме проходит от линий вашей коммунальной компании к распределительному щиту.

Следующими линейными проводами в системе являются те, которые идут от выключателей к назначенным электрическим коробкам в вашем доме. Обычно они находятся за стенами, но могут быть установлены на поверхности в незавершенных помещениях, таких как чердаки и гаражи.

 

Линейные провода всегда «горячие», что означает, что по ним протекает электрический ток.

Считайте их «линиями подачи» электроэнергии.

Что такое нагрузочный провод

Нагрузочный провод имеет более широкое определение, но вкратце это провод, по которому электричество продолжает передаваться от некоторой конечной точки к месту использования.

В выключателях освещения, например, линейный провод передает питание к выключателю, а нагрузочный провод передает питание от выключателя к свету. Когда выключатель отключен, питание отключается от света.

Если у вас есть ряд розеток, соединенных последовательно, проводом нагрузки является провод, по которому электричество подается от первой розетки к остальным коробкам на той же линии.

Как отличить линию от провода нагрузки

Если вы заменяете светильники или выключатели в своем доме, вам нужно уметь отличать одно от другого.

Есть несколько способов определить, что есть что:

Положение провода

Если вы осмотрите свой электрический распределительный щит, вы увидите, что входящее питание от энергетической компании подключено к нижней части щита. Исходящие линии подключаются к верхней части панели.

Это стандартное расположение проводов линии и нагрузки, и вы увидите, что это расположение отражается на других электрических устройствах в вашем доме.

Некоторые устройства также могут быть помечены буквами «линия», «питание» и т. д. В некоторых случаях линейный провод подсоединяется к устройству с помощью серебристого винта, чтобы он отличался от других.

Цвет провода

Электрические провода покрыты изоляцией с цветовой маркировкой для защиты от ударов и указания назначения провода. К сожалению, эта система цветового кодирования не стандартизирована, и цветовая система может сбивать с толку.

• Белый: нейтральный

• Серый: нейтральный

• Зеленые w/ желтые полосы: Ground Wire

Green W/ желтыйЗеленый и/или неизолированный медный провод: провод заземления

• Черный: линейный провод от восходящего потока (под напряжением)

• Красный или черный: провод нагрузки, идущий вниз по потоку

9 факт использования черного как для линии, так и для нагрузки может быть сложной задачей. Линейные провода обычно черные, а провода нагрузки обычно красные, черные или иногда синие.

Проверка проводов

С помощью вольтметра можно определить, какие провода «горячие».