Зависимость сечения кабеля от длины: Формула расчета сечения кабеля по мощности и длине

Содержание

Сечение кабеля от длины и мощности формула. Способ прокладки кабеля. Этапы расчёта сечения

Выбору площади поперечного сечения проводов (иначе говоря, толщины) уделяется большое внимание на практике и в теории.

В этой статье попробуем разобраться с понятием «площадь сечения» и проанализируем справочные данные.

Расчет сечения провода

Строго говоря, понятие «толщина» для провода используется в разговорной речи, а более научные термины — диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.

S = π (D/2) 2 , где

S — площадь сечения провода, мм 2
π — 3,14
D — диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.

Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде: S = 0,8 D² .

Поправка. Откровенно говоря, 0,8 — округленный коэффициент. Более точная формула:
π (1 /2) 2 = π / 4 = 0,785. Спасибо внимательным читателям 😉

Рассмотрим только медный провод , поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми — удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе). Но с ростом диаметра (площади сечения) высокая цена медного провода съедает все его преимущества, поэтому алюминий в основном применяют там, где ток превышает значение 50 Ампер. В данном случае используют кабель с алюминиевой жилой 10 мм 2 и толще.

Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75, 1,5, 2,5, 4 мм 2

Есть и другая единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, — система AWG . На Самэлектрике есть и перевод из AWG в мм 2 .

По поводу подбора проводов — я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор, какой я встречал. Ещё хорошо, что всё подробно описывается — состав, применения, и т.д.
Рекомендую почитать также мою статью там много теоретических выкладок и рассуждений о падении напряжения, сопротивлении проводов для разных сечений, и какое сечение выбрать оптимальнее для разных допустимых падений напряжения.

В таблице одножильный провод — означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) не проходит больше никаких проводов. Двужильный провод — два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции. Это более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток меньше. И чем больше проводов в кабеле или пучке, тем меньше должен быть максимальный ток для каждого проводника из-за возможного взаимного нагрева.

Эту таблицу я считаю не совсем удобной для практики. Ведь чаще всего исходный параметр — это мощность потребителя электроэнергии, а не ток, и исходя из этого нужно выбирать провод.

Как найти ток, зная мощность? Нужно мощность Р (Вт) поделить на напряжение (В), и получим ток (А):
Как найти мощность, зная ток? Нужно ток (А) умножить на напряжение (В), получим мощность (Вт):
Эти формулы — для случая активной нагрузки (потребители в жилах помещениях, типа лампочек и утюгов). Для реактивной нагрузки обычно используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (в промышленности, где работают мощные трансформаторы и электродвигатели).

Предлагаю вам вторую таблицу, в которой исходные параметры — потребляемый ток и мощность , а искомые величины — сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока

Ниже — таблица выбора сечения провода, исходя из известной мощности или тока. А в правом столбце — выбор автоматического выключателя, который ставится в этот провод.

Таблица 2

Макс. мощность, кВт	Макс. ток нагрузки, А	Сечение провода, мм 2	Ток автомата, А
1	4.5	1	4-6
2	9.1	1.5	10
3	13.6	2.5	16
4	18.2	2.5	20
5	22.7	4	25
6	27.3	4	32
7	31.8	4	32
8	36.4	6	40
9	40.9	6	50
10	45.5	10	50
11	50.0	10	50
12	54.5	16	63
13	59. 1	16	63
14	63.6	16	80
15	68.2	25	80
16	72.7	25	80
17	77.3	25	80

Красным цветом выделены критические случаи, в которых лучше перестраховаться и не экономить на проводе, выбрав провод потолще, чем указано в таблице. А ток автомата — поменьше.

Глядя в табличку, можно легко выбрать сечение провода по току , либо сечение провода по мощности .

А также — выбрать автоматический выключатель под данную нагрузку.

В этой таблице данные приведены для следующего случая.

Одна фаза, напряжение 220 В
Температура окружающей среды +30 0 С
Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве)
Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)
Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
Достижение потребителем максимальной мощности — крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.

Если температура окружающей среды будет на 20 0 С выше, или в жгуте будет несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение (следующее из ряда). Особенно это касается тех случаев, когда значение рабочего тока близко к максимальному.

Вообще, при любых спорных и сомнительных моментах, например

возможное в будущем увеличение нагрузки
большие пусковые токи
большие перепады температур (электрический провод на солнце)
пожароопасные помещения

нужно либо увеличивать толщину проводов, либо более детально подойти к выбору — обратиться к формулам, справочникам. Но, как правило, табличные справочные данные вполне пригодны для практики.

Толщину провода можно узнать не только из справочных данных. Существует эмпирическое (полученное опытным путем) правило:

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока

Подобрать нужную площадь сечения медного провода исходя из максимального тока можно, используя такое простое правило:

Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Это правило дается без запаса, впритык, поэтому полученный результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, ток 32 Ампер. Нужен провод сечением 32/10 = 3,2 мм 2 . Выбираем ближайший (естественно, в бОльшую сторону) — 4 мм 2 . Как видно, это правило вполне укладывается в табличные данные.

Важное замечание. Это правило работает хорошо для токов до 40 Ампер . Если токи больше (это уже за пределами обычной квартиры или дома, такие токи на вводе) — надо выбирать провод с ещё большим запасом — делить не на 10, а на 8 (до 80 А)

То же правило можно озвучить для поиска максимального тока через медный провод при известной его площади:

Максимальный ток равен площади сечения умножить на 10.

И в заключение — опять про старый добрый алюминиевый провод.

Алюминий пропускает ток хуже, чем медь. Этого знать достаточно, но вот немного цифр. Для алюминия (того же сечения, что и медный провод) при токах до 32 А максимальный ток будет меньше, чем для меди всего на 20%. При токах до 80 А алюминий пропускает ток хуже на 30%.

Для алюминия эмпирическое правило будет таким:

Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения умножить на 6.

Считаю, что знаний, приведенных в данной статье, вполне достаточно, чтобы выбрать провод по соотношениям «цена/толщина», «толщина/рабочая температура» и «толщина/максимальный ток и мощность».

Вот в принципе и всё что хотел рассказать про площадь сечения проводов . Если что-то не понятно или есть что добавить — спрашивайте и пишите в комментариях. Если интересно, что я буду публиковать на блоге СамЭлектрик дальше — Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов

Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают большой запас по сравнению с нами.

Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из «стратегического» промышленного оборудования.

По поводу подбора проводов — я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор какой я встречал. Ещё хорошо, что все подробно описывается — состав, применения, и т.д.

Качество проведения электромонтажных работ оказывает воздействие на безопасность целого здания. Определяющим фактором при проведении таких работ является показатель сечения кабеля. Для осуществления расчета нужно выяснить характеристики всех подключенных потребителей электричества. Необходимо провести расчет сечения кабеля по мощности. Таблица нужна, чтобы посмотреть требуемые показатели.

Качественный и подходящий кабель обеспечивает безопасную и долговечную работу любой сети

Оптимальная площадь сечения кабеля позволяет протекать максимальному количеству тока и при этом не нагревается. Выполняя проект электропроводки, важно найти правильное значение для диаметра провода, который бы подходил под определенные условия потребляемой мощности. Чтобы выполнить вычисления, требуется определить показатель общего тока. При этом нужно выяснить мощность всего оборудования, которое подключено к кабелю.

Перед работой вычисляется сечение провода и нагрузка. Таблица поможет найти эти значения. Для стандартной сети 220 вольт, примерное значение тока рассчитывается так, I(ток)=(Р1+Р2+….+Рn)/220, Pn – мощность. Например, оптимальный ток для алюминиевого провода – 8 А/мм, а для медного – 10 А/мм.

В таблице показано, как проводить расчеты, зная технические характеристики

Расчет по нагрузке

Даже определив нужное значение, можно произвести определенные поправки по нагрузке. Ведь нечасто все приборы работают одновременно в сети. Чтобы данные были более точными, необходимо значение сечения умножить на Кс (поправочный коэффициент). В случае, если будет включаться всё оборудование в одно и то же время, то данный коэф-т не применяется.

Чтобы выполнить вычисления правильно применяют таблицу расчетов сечения кабеля по мощности. Нужно учитывать, что существует два типа данного параметра: реактивная и активная.

В электрических сетях протекает ток переменного типа, показатель которого может меняться. Активная мощность нужна, чтобы рассчитать среднее показатели. Активную мощность имеют электрические нагреватели и лампы накаливания. Если в сети присутствуют электромоторы и трансформаторы, то могут возникать некоторые отклонения. При этом и формируется реактивная мощность. При расчетах показатель реактивной нагрузки отражается в виде коэффициента (cosф).

Полезная информация! В быту среднее значение cosф равняется 0,8. А у компьютера такой показатель равен 0,6-0,7.

Расчет по длине

Вычисления параметров по длине необходимы при возведении производственных линий, когда кабель подвергается мощным нагрузкам. Для расчетов применяют таблицу сечения кабеля по мощности и току. При перемещении тока по магистралям проявляются потери мощности, которые зависят от сопротивления, появляющегося в цепи.

По техническим параметрам, самое большое значение падения напряжения не должно быть больше пяти процентов.

Использование таблицы сечения проводов по мощности

На практике для проведения подсчетов применяется таблица. Расчет сечения кабеля по мощности осуществляется с учетом показанной зависимости параметров тока и мощности от сечения. Существуют специальные стандарты возведения электроустановок, где можно посмотреть информацию по нужным измерениям. В таблице представлены распространенные значения.

Чтобы подобрать кабель под определенную нагрузку, необходимо провести некоторые расчеты:

рассчитать показатель силы тока;
округлить до наибольшего показателя, используя таблицу;
подобрать ближайший стандартный параметр.

Статья по теме:

Видео пошагового монтажа позволит всю работу произвести самостоятельно без обращения к специалистам. Что нужно подготовить для работы и как избежать ошибок мы и расскажем в статье.

Формула расчетов мощности по току и напряжению

Если уже имеются какие-то кабели в наличии, то чтобы узнать нужное значение, следует применить штангенциркуль. При этом измеряется сечение и рассчитывается площадь. Так как кабель имеет округлую форму, то расчет производится для площади окружности и выглядит так: S(площадь)= π(3,14)R(радиус)2. Можно правильно определить, используя таблицу, сечение медного провода по мощности.

Важная информация! Большинство производителей уменьшают размер сечения для экономии материала. Поэтому, совершая покупку, воспользуйтесь штангенциркулем и самостоятельно промеряйте провод, а затем рассчитайте площадь. Это позволит избежать проблем с превышением нагрузки. Если провод состоит из нескольких скрученных элементов, то нужно промерить сечение одного элемента и перемножить на их количество.

Какие есть примеры?

Определенная схема позволит вам сделать правильный выбор сечения кабеля для своей квартиры. Прежде всего, спланируйте места, в которых будут размещаться источники света и розетки. Также следует выяснить, какая техника будет подключаться к каждой группе. Это позволит составить план подсоединения всех элементов, а также рассчитать длину проводки. Не забывайте прибавлять по 2 см на стыки проводов.

Определение сечения провода с учетом разных видов нагрузки

Применяя полученные значения, по формулам вычисляется значение силы тока и по таблице определяется сечение. Например, требуется узнать сечение провода для бытового прибора, мощность которого 2400 Вт. Считаем: I = 2400/220 = 10,91 А. После округления остается 11 А.

Чтобы определить точный показатель площади сечения применяются разные коэффициенты. Особенно данные значения актуальны для сети 380 В. Для увеличения запаса прочности к полученному показателю стоит прибавить еще 5 А.

Стоит учитывать, что для квартир применяются трехжильные провода. Воспользовавшись таблицами, можно подобрать самое близкое значение тока и соответствующее сечение провода. Можно посмотреть какое нужно сечение провода для 3 кВт, а также для других значений.

У проводов разного типа предусмотрены свои тонкости расчетов. Трехфазный ток применяется там, где нужно оборудование значительной мощности. Например, такое используется в производственных целях.

Для выявления нужных параметров на производствах важно точно рассчитать все коэффициенты, а также учесть потери мощности при колебаниях в напряжении. Выполняя электромонтажные работы дома, не нужно проводить сложные расчеты.

Следует знать о различиях алюминиевого и медного провода. Медный вариант отличается более высокой ценой, но при этом превосходит аналог по техническим характеристикам. Алюминиевые изделия могут крошиться на сгибах, а также окисляются и имеют более низкий показатель теплопроводности. По технике безопасности в жилых зданиях используется только продукция из меди.

Основные материалы для кабелей

Так как переменный ток передвигается по трем каналам, то для монтажных работ используется трехжильный кабель. При установке акустических приборов применяются кабели, имеющие минимальное значение сопротивления. Это поможет улучшить качество сигнала и устранить возможные помехи. Для подключения подобных конструкций применяются провода, размер которых 2*15 или 2*25.

Подобрать оптимальный показатель сечения для применения в быту помогут некоторые средние значения. Для розеток стоит приобрести кабель 2,5 мм2, а для оформления освещения – 1,5 мм2. Оборудование с более высокой мощностью требует сечения размером 4-6 мм2.

Специальная таблица окажет помощь, если возникают сомнения при расчетах. Для определения точных показателей нужно учитывать все факторы, которые оказывают влияние на ток в цепи. Это длина отдельных участков, метод укладки, тип изоляции и допустимое значение перегрева. Все данные помогают увеличить производительность в производственных масштабах и более эффективно применять электрическую энергию.

Расчет сечения кабеля и провода по мощности и току, для подключения частного дома (видео)

Вся жизнь современного общества построена на практически непрерывном потреблении электроэнергии. Промышленность и сельское хозяйство, транспорт и личное жилье постоянно нуждаются в электричестве. Для того, чтобы энергия поступала бесперебойно и безаварийно, необходимо правильно рассчитать сечение проводов электропроводки.
Рассчитайте общую длину электропроводки. Это можно сделать двумя способами: измерив расстояния между щитками, розетками, выключателями на монтажной схеме и умножив результат на масштаб схемы, или проведя измерения непосредственно на месте, где будет прокладываться электропроводка. Поскольку провода будут соединяться между собой, сделайте поправку на соединение и удлините каждый отрезок не менее чем на 100 мм. Рассчитайте общую нагрузку потребляемой электроэнергии. Для этого суммируйте номинальные мощности всех электроприборов, которые сейчас находятся в эксплуатации, и подумайте, какие еще приборы, возможно, будут использоваться в будущем. Расчет нужно проводить с запасом прочности и надежности. Полученную сумму умножьте на коэффициент одновременности, равный 0,7.

Сечение провода для электропроводки рассчитывается по двум параметрам: допустимой длительной токовой нагрузке и потере напряжения. Потеря напряжения происходит в проводах, соединяющих источник тока и потребителя. Если вы рассчитываете электропроводку для отдельного помещения и приборов небольшой мощности, этот показатель можете не учитывать, поскольку потери напряжения будут пренебрежимо малы.

Расчёт сечения провода, кабеля

Материал изготовления и сечение проводов (правильнее будет площади сечения проводов) является, пожалуй, главными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе проводов и силовых кабелей.

Напомним, что площадь поперечного сечения (S) кабеля вычисляется по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi — число пи, равное 3,14, а D — диаметр.

Почему так важен правильный выбор сечения проводов? Прежде всего, потому, что используемые провода и кабели — основные элементы электропроводки вашего дома или квартиры. А она должна отвечать всем нормам и требованиям надёжности и электробезопасности.

Главным нормативным документом, регламентирующим площадь сечения электрических проводов и кабелей являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ). Основные показатели, определяющие сечение провода:

Металл, из которого изготовлены токопроводящие жилы
Рабочее напряжение, В
Потребляемая мощность, кВт и токовая нагрузка, А

Так, неправильно подобранные по сечению провода, не соответствующие нагрузке потребления могут нагреваться или даже сгореть, просто не выдержав нагрузки по току, что не может не сказаться на электро- и пожаробезопасности вашего жилья. Случай очень частый, когда в целях экономии или по каким-либо другим причинам используется провод меньшего, чем это необходимо сечения.

Руководствоваться при выборе сечения провода поговоркой «кашу маслом не испортишь» тоже не стоит. Применение проводов большего, чем это действительно нужно сечения приведёт лишь к большим материальным затратам (ведь по понятным причинам их стоимость будет больше) и создаст дополнительные сложности при монтаже.

Расчет площади сечения медных жил проводов и кабелей

Так, говоря об или квартиры, будет оптимальным применение: для «розеточных» — силовых групп медного кабеля или провода с сечением жил 2,5 мм2 и для осветительных групп — с сечением жил 1,5 мм2. Если в доме имеются приборы большой мощности, напр. эл. плиты, духовки, электрические варочные панели, то для их питания следует использовать кабели и провода сечением 4-6 мм2.

Предложенный вариант выбора сечений для проводов и кабелей является, наверное, наиболее распространенным и популярным при монтаже электропроводки квартир и домов. Что, в общем-то, объяснимо: медные провода сечением 1,5 мм2 способны «держать» нагрузку 4,1 кВт (по току — 19 А), 2,5 мм2 — 5,9 кВт (27 А), 4 и 6 мм2 — свыше 8 и 10 кВт. Этого вполне хватит для питания розеток, приборов освещения или электроплит. Более того, такой выбор сечений для проводов даст некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например, при добавлении новых «электроточек».

Расчет площади сечения алюминиевых жил проводов и кабелей

При использовании алюминиевых проводов следует иметь в виду, что значения длительно допустимых токовых нагрузок на них гораздо меньше, чем при использовании медных проводов и кабелей аналогичного сечения. Так, для жил алюминиевых проводов сечением 2, мм2 максимальная нагрузка составляет чуть больше 4 кВт (по току это — 22 А), для жил сечением 4 мм2 — не более 6 кВт.

Не последний фактор в расчете сечения жил проводов и кабелей — рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления электроприборов, токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В будет выше, чем для приборов, работающих от напряжения 380 В. Длину провода (кабеля) рассчитывают по монтажной схеме. Для этого на схеме измеряют расстояния между соседними местами расположения щитков, штеп-сельных розеток, выключателей, ответвительных коробок и т. п. Затем, пользуясь масштабом, в котором вы-ерчена схема, вычисляют длину отрезков проводов кабеля; к длине каждого отрезка прибавляют не менее 100 мм (учитывается необходимость присоединения жил).
Длину провода (кабеля) можно рассчитать также, измеряя непосредственно на щитках, панелях, стенах, потолках и т. п. отрезки линий, вдоль которых должны быть проложены провода (кабели).
Сечение провода (кабеля) рассчитывают по потере напряжения и допустимой длительной токовой нагрузке. При проектировании небольших электроустановок, например электроустановок отдельных помещений, самодельных приборов и т. п., потерей напряжения в проводах можно пренебречь, так как она очень мала.
Для расчета сечения проводов по допустимой длительной токовой нагрузке необходимо знать номинальный ток, который должен проходить по проектируемой электрической проводке. Зная номинальный ток, сечение провода находят по таблице. Пример: номинальный ток равен 50 а; сечение медной жилы провода должно быть 6 мм2,

Важной частью электроустановок является электрическая проводка (электропроводка). Она состоит из проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными конструкциями.
Открытые электропроводки монтируют непосредственно на поверхностях конструктивных элементов зданий и помещений или прокладывают в трубах, предварительно укрепленных на этих поверхностях.
Скрытые электропроводки прокладывают в пустотах перекрытий, в специальных каналах, бороздах и канав-ках, вырубаемых предварительно в стенах, а также в изоляционных и стальных трубах, расположенных внутри конструктивных частей зданий.
Для монтажа электропроводок применяют установочные и монтажные провода и кабели.
Токоведущая часть провода называется жилой. Жилы делают из меди, алюминия или стали. Жила может быть однопроволочной или многопроволочной. Жилы имеют стандартные сечения, в мм2: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5,; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400 и др.
Жилы покрыты изолирующей оболочкой из резины, полихлорвинила, поливинилхлорида.
Изолирующая оболочка у многих проводов защищена от внешних механических воздействий хлопчатобумажной оплеткой.

Для пересчёта сечения провода в значение диаметра могу рекомендовать программу: PL_SECH. exe для работы с программой распакуйте zip-архив и кликните на exe-файле мышкой. Программа работает в 32-бит Системах DOS & WINDOWS 97/XP/7 в сеансе командной строки. На этой странице есть эта и другие полезные программы.

Вам понадобится

Калькулятор, строительная рулетка, таблица расчета сечения провода

Рассчитайте общую длину электропроводки. Это можно сделать двумя способами: измерив расстояния между щитками, розетками, выключателями на монтажной схеме и умножив результат на масштаб схемы, или проведя измерения непосредственно на месте, где будет прокладываться электропроводка. Поскольку провода будут соединяться между собой, сделайте поправку на соединение и удлините каждый отрезок не менее чем на 100 мм.

Рассчитайте общую нагрузку потребляемой электроэнергии. Для этого суммируйте номинальные мощности всех электроприборов, которые сейчас находятся в эксплуатации, и подумайте, какие еще приборы, возможно, будут использоваться в будущем. Расчет нужно проводить с запасом прочности и надежности. Полученную сумму умножьте на коэффициент одновременности, равный 0,7.

Для предотвращения аварий на электрической линии на вводной кабель необходимо поставить автоматический выключатель. В жилых помещениях используется однофазный ток напряжением 220 В. Подсчитанную общую нагрузку разделите на величину напряжения (220 В) и получите ток, который будет проходить через вводной автомат. Если в продаже нет автомата с таким номиналом, покупайте с близкими параметрами, но с запасом по токовой нагрузке.

Сечение провода рассчитывается по двум параметрам: допустимой длительной токовой нагрузке и потере напряжения. Потеря напряжения происходит в проводах, соединяющих источник тока и потребителя. Если вы рассчитываете электропроводку для отдельного помещения и приборов небольшой мощности, этот показатель можете не учитывать, поскольку потери напряжения будут пренебрежимо малы.

Кабель должен быть трехжильным, поскольку один проводник используется для заземления. Лучше выбирать медный провод, поскольку электрические показатели меди лучше, чем алюминия. Определитесь, какой тип электромонтажа вы будете использовать — закрытый или открытый. Теперь, когда вы знаете расчетный ток, выбрали тип кабели и вариант проводки, в таблице найдите необходимое сечение провода.

Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока : Выбрать Переменный ток Постоянный ток

Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников:

Выбрать Медь (Cu) Алюминий (Al)

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.

Введите мощность нагрузки: кВт

Номинальное напряжение

Введите напряжение: В

Только для переменного тока

Система электроснабжения: Выбрать Однофазная Трехфазная

Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной. Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.

Коэффициент мощности cosφ:

Способ прокладки кабеля

Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.

Выберите способ прокладки:

Выбрать Открытая проводка Скрытая проводка

Количество нагруженных проводов в пучке

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного — фазный и нулевой, для переменного трехфазного — только фазные.0

Рассчитанное значение представляет собой минимально допустимое значение фактического сечения кабеля. Значительная часть реализуемой в магазинах кабельной продукции не соответствует маркировке и имеет заниженное сечение проводника. Проверяйте фактическое сечение проводников кабеля перед применением!

Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!

В теории и практике, выбору площади поперечного сечения провода по току (толщине) уделяется особое внимание. В данной статье, анализируя справочные данные, познакомимся с понятием «площадь сечения».

Расчет сечения проводов.

В науке не используется понятие «толщина» провода. В литературных источниках используется терминология — диаметр и площадь сечения. Применимо к практике, толщина провода характеризуется площадью сечения .

Довольно легко рассчитывается на практике сечение провода . Площадь сечения вычисляется с помощью формулы, предварительно измерив его диаметр (можно измерить с помощью штангенциркуля):

S = π (D/2)2 ,

S — площадь сечения провода, мм
D- диаметр токопроводящей жилы провода. Измерить его можно с помощью штангенциркуля.

Более удобный вид формулы площади сечения провода:

S=0,8D.

Небольшая поправка — является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:

В электропроводке и электромонтаже в 90 % случаях применяется медный провод. Медный провод по сравнению с алюминиевым проводом, имеет ряд преимуществ. Он более удобен в монтаже, при такой же силе токе имеет меньшую толщину, более долговечен. Но чем больше диаметр (площадь сечения ), тем выше цена медного провода. Поэтому, несмотря на все преимущества, если сила тока превышает значение 50 Ампер, чаще всего используют алюминиевый провод. В конкретном случае используется провод, имеющий алюминиевую жилу 10 мм и более.

В квадратных миллиметрах измеряют площадь сечения проводов . Наиболее чаще всего на практике (в бытовой электрике), встречаются такие площади сечения: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм.

Существует иная система измерения площади сечения (толщины провода) — система AWG, которая используется, в основном в США. Ниже приведена таблица сечений проводов по системе AWG, а так же перевод из AWG в мм.

Рекомендовано прочитать статью про выбор сечения провода для постоянного тока. В статье приведены теоретические данные и рассуждения о падении напряжения, о сопротивлении проводов для разных сечений. Теоретические данные сориентируют, какое сечение провода по току наиболее оптимально, для разных допустимых падений напряжения. Также на реальном примере объекта, в статье о падении напряжения на трехфазных кабельных линиях большой длины, приведены формулы, а также рекомендации о том, как уменьшить потери. Потери на проводе прямо пропорциональны току и длине провода. И являются обратно пропорциональными сопротивлению.

Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода .

1. Для прохождения электрического тока, площадь сечения провода (толщина провода), должна быть достаточной. Понятие достаточно означает, что когда проходит максимально возможный, в данном случае, электрический ток, нагрев провода будет допустимый (не более 600С).

2. Достаточное сечение провода, что бы падение напряжения не превышало допустимого значения. В основном это относится к длинным кабельным линиям (десятки, сотни метров) и токам большой величины.

3. Поперечное сечение провода, а также его защитная изоляция, должна обеспечивать механическую прочность и надежность.

Для питания, например люстры, используют в основном лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А).

Выбирая толщину провода, необходимо ориентироваться на максимальную рабочую температуру. Если температура будет превышена, провод и изоляция на нем будут плавиться и соответственно это приведет к разрушению самого провода. Максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимально его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Далее приведена таблица сечения проводов, при помощи которой в зависимости от силы тока , можно подобрать площадь сечения медных проводов. Исходные данные — площадь сечения проводника.

Максимальный ток для разной толщины медных проводов. Таблица 1.

Сечение токопроводящей жилы, мм 2	Ток, А, для проводов, проложенных
	открыто	в одной трубе
	открыто	одного двух жильного	одного трех жильного

Выделены номиналы проводов, которые используются в электрике. «Один двужильный» — провод, имеющий два провода. Один Фаза, второй — Ноль — это считается однофазное питание нагрузки. «Один трехжильный» — используется при трехфазном питании нагрузки.

Таблица помогает определиться, при каких токах, а также в каких условиях эксплуатируется провод данного сечения .

Например, если на розетке написано «Мах 16А», то к одной розетке можно проложить провод сечением 1,5мм. Необходимо защитить розетку выключателем на ток не более чем 16А, лучше даже 13А, или 10 А. Эту тему раскрывает статья «Про замену и выбор защитного автомата».

Из данных таблицы видно, что одножильный провод — означает, что вблизи (на расстоянии менее 5 диаметров провода), не проходит более никаких проводов. Когда два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции — провод двужильный. Здесь более тяжелый тепловой режим, поэтому меньше максимальный ток. Чем больше собрано в проводе или пучке проводов, тем меньше должен быть максимальный ток отдельно для каждого проводника, из-за возможности перегрева.

Однако, эта таблица не совсем удобна с практической стороны. Зачастую исходный параметр — это мощность потребителя электроэнергии, а не электрический ток. Следовательно, нужно выбирать провод.

Определяем ток, имея значение мощности. Для этого, мощность Р (Вт) делим на напряжение (В) — получаем ток (А):

I=P/U.

Для определения мощности, имея показатель тока, необходимо ток (А) умножить на напряжение (В):

P=IU

Данные формулы используют в случаях активной нагрузки (потребители в жилых помещениях, лампочки, утюги). Для реактивной нагрузки в основном используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (для работы мощных трансформаторов, электродвигателей, обычно в промышленности).

В следующей таблице предложены исходные параметры — потребляемый ток и мощность, а определяемые величины — сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Исходя из потребляемой мощности и тока — выбор площади поперечного сечения провода и автоматического выключателя.

Зная мощность и ток, в нижеприведенной таблице можно выбрать сечение провода .

Таблица 2.

Макс. мощность, кВт	Макс. ток нагрузки, А	Сечение провода, мм 2	Ток автомата, А

Критические случаи в таблице выделены красным цветом, в этих случаях лучше перестраховаться, не экономя на проводе, выбрав более толстый провод, нежели указано в таблице. А ток автомата наоборот поменьше.

По таблице можно без труда выбрать сечение провода по току , или сечение провода по мощности . Под заданную нагрузку выбрать автоматический выключатель.

В данной таблице все данные приведены для следующего случая.

Одна фаза, напряжение 220 В
Температура окружающей среды +300С
Прокладка в воздухе либо коробе (находится в закрытом пространстве)
Провод трехжильный, в общей изоляции (провод)
Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
В очень редких случаях потребитель достигает максимальную мощность. В таких случаях, максимальный ток может действовать длительно без отрицательных последствий.

Рекомендовано выбирать большее сечение (следующее из ряда), в случаях, когда температура окружающей среды будет на 200С выше, либо в жгуте будет несколько проводов. Это особо важно в тех случаях, если значение рабочего тока, приближено к максимальному.

В сомнительных и спорных моментах, таких как:

большие пусковые токи; возможное в будущем увеличение нагрузки; пожароопасные помещения; большие перепады температур (например, провод находится на солнце), необходимо увеличить толщину проводов. Либо же для достоверной информации, обратиться к формулам и справочникам. Но в основном, табличные справочные данные применимы для практики.

Также толщину провода можно узнать эмпирическим (полученным опытным путем) правилом:

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока.

Нужную площадь сечения для медного провода , исходя из максимального тока, можно подобрать применяя правило:

Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Расчеты по этому правилу без запаса, поэтому полученный результат нужно округлить в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, нужен провод сечением мм , а ток 32 Ампер. Необходимо брать ближайший, конечно, в большую сторону — 4 мм. Видно, что данное правило вполне укладывается в табличные данные.

Следует заметить, что данное правило хорошо работает для токов до 40 Ампер. Если же токи больше (за пределами жилого помещения, такие токи на вводе) — нужно выбирать провод с еще большим запасом, и делить уже не на 10, а на 8 (до 80 А).

Это же правило и для поиска максимального тока через медный провод , если известна его площадь:

Максимальный ток равен площади сечения, умножить на 10.

Про алюминиевый провод.

В отличие от меди, алюминий хуже пропускает электрический ток. Для алюминия (провод такого же сечения , что и медный), при токах до 32 А, максимальный ток будет меньше, чем для меди на 20 %. При токах до 80 А алюминий пропускает хуже ток на 30%.

Эмпирическое правило для алюминия :

Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения , умножить на 6.

Имея знания, полученные в данной статье, можно выбрать провод по соотношениям «цена/толщина», «толщина/рабочая температура», а также «толщина/максимальный ток и мощность».

Основные моменты про площадь сечения проводов освещены, если же что-то не понятно, либо есть, что добавить — пишите и спрашивайте в комментариях. Подписывайтесь в блоге СамЭлектрик, для получения новых статей.

К максимально току в зависимости от площади сечения провода, немцы относятся несколько иначе. Рекомендация по выбору автоматического (защитного) выключателя, расположена в правом столбце.

Таблица зависимости электрического тока защитного автомата (предохранителя) от сечения. Таблица 3.

Данная таблица взята из «стратегического» промышленного оборудования, возможно поэтому может создаться впечатление, что немцы перестраховываются.

Как рассчитать длину кабеля. Калькуляторы — статьи от «Pro100kabel».

Без электрического кабеля невозможно создать энергопитающую структуру. Если есть необходимость в проведении новой проводки или замене старой, нужно предварительно провести требуемые расчеты. Это выступает залогом безопасности.

Печальные последствия могут возникнуть из-за слишком высокой нагрузки на кабель при недостаточной мощности. В таком случае происходит нагрев металлической части кабеля, из-за чего изоляция начинает плавиться и возникает риск короткого замыкания и возгорания. Для того, чтобы предотвратить такие ситуации, необходимо правильно рассчитать мощность сечения кабеля.

Правильный расчет нагрузки по формуле

Каждое сечение проводов имеет свою допустимую токовую нагрузку. К примеру, если нужен кабель для подключения лампочки, нагрузка на провод будет сопоставима с её мощностью потребления. Этот показатель уже зависит от разновидности прибора — 100 Вт, 20 Вт, 6 Вт и т.д.

Как показывает практика, от домашней сети питается не только лампочка, но и целая сеть бытовых приборов. Для того, чтобы определить нагрузку на провод и правильно подобрать сечение кабеля, нужно знать количество потребляемой электроэнергии при их подключении. С этой целью следует изучить данные из таблицы, представленной ниже.

Нужно помнить, что цифры, указанные в таблице, усредненные. В зависимости от модели, цифры и показатели варьируются. С помощью таблицы можно узнать представление о нагрузке кабеля при подключении приборов к сети. Рассчитывая сечение проводов по мощности, обязательно нужно ориентироваться на эти данные. Это позволит избежать неприятных последствий в дальнейшем.

Приблизительный расход электроэнергии в час составляет от 10900 до 11350 Вт. Ориентироваться следует на большее значение. Например, как базовую цифру возьмем 12 000 Вт. Для того, чтобы рассчитать силу тока, используем специальную формулу:

Ранее расчет сечения кабеля по мощности и длине выполняли с помощью специальных таблиц. Они актуальны и на сегодняшний день из-за точности данных и соответствия стандартам ГОСТ. Но, использовать её сегодня вовсе необязательно. Существуют и другие, более современные способы выполнения расчетов.

Современные методы расчета сечения провода

Чтобы быстро и легко выполнить все расчеты, предусмотрен специальный калькулятор сечения кабеля. Достаточно только знать вводные данные. Ориентируясь на них можно подобрать оптимальное сечение кабелей для однофазной или трехфазной сети.

Кабельный калькулятор использует специальные алгоритмы и формулы, основывается на конкретных математических значениях. Как только будут введены точные данные, в окошке будет указан готовый результат, понятный для обычных пользователей. При расчете учитывается сразу несколько параметров:

из какого материала выполнен проводник;
его максимальная мощность;
допустимое и текущее напряжение;
способ прокладки;
длина кабеля.

Таким образом, можно получить максимально достоверные данные.

Онлайн расчеты сечения кабеля

Используя калькулятор кабеля онлайн, можно быть подобрать проводник. Больше не требуется никаких таблиц и формул — программа на основе указанных вводных данных выполняет все требуемые расчеты самостоятельно. В калькуляторе есть возможность выбрать необходимые параметры. Это может быть ток, длина, диаметр, напряжение и тд.

Калькулятор электроэнергии также представлен в свободном доступе — чтобы их найти необходимо только воспользоваться интернет-поиском. Используя калькулятор, можно правильно рассчитать потребляемую мощность. В том числе, удастся правильно подобрать ряд важных параметров.

Сечение провода

Обратить внимание следует на его нагрев и потери напряжения. Нужно учитывать нормальное и экстренное состояние провода. Всегда есть риск неравномерного распределения нагрузки, что приводит к повышенному сопротивлению и нагрузке. Из-за этого есть риск повреждения как изоляции, так и соединения.

В этом аспекте будет полезно использовать таблицу сечения проводов. При правильном подборе кабеля, можно быть уверенным в надежной изоляции и плотном контакте. Более того, риск возникновения аварийной ситуации полностью исключен.

Нагрузочная способность провода

Сечение провода и нагрузка — это два параметра, которые тесно между собой связаны. У каждого провода в зависимости от его сечения максимально допустимая нагрузка варьируется. Поэтому, выбирая и рассчитывая сечения кабеля, в первую очередь, следует обратить внимание на его диаметр.

Полученная в результатах расчетов сечения по диаметру величина округляется до целого числа. Если используется многожильный провод, то сначала выполняются все требуемые расчеты одной проволочки, а далее полученное значение умножается на их общее количество.

Возможные потери

Выполняя расчет сечения кабеля, нужно обратить запас сечения и длину проводника. Если выполнять расчеты с помощью калькулятора, то процент возможных потерь устанавливается самостоятельно. Если расчеты выполняются с помощью таблицы, то это значение нужно указывать самому.

Не играет роль выбранный способ проведения расчетов: будет это традиционно по таблицам или с помощью специальных калькуляторов онлайн, этот момент нельзя обойти стороной. Правильно подобранное сечение, мощность, диаметр, длина и другие важные параметры кабеля напрямую влияют на полноценную эксплуатацию.

Проведя требуемые расчеты, каждый сможет профессионально проложить проводку в домашних условиях. С помощью онлайн калькулятора дополнительно можно подобрать требуемые электроматериалы.

Если все расчеты будут выполнены правильно, можно быть уверенным в том, что никаких аварийных ситуаций и печальных последствий не возникнет. Поэтому перед тем, как покупать кабель от завода Одескабель, проведите все требуемые расчеты. С этим вопросом при необходимости также можно обратиться к менеджеру-консультанту.

Калькулятор расчёта сечения кабеля

Мощность нагрузки или ток:

Мощность (Вт)Ток (А)

Напряжение сети (В):

1 фаза3 фазы

Длина (м) / Проводник:

МедьАлюминий

Способ прокладки кабеля:

Открытая проводкаДва одножильных в трубеТри одножильных в трубеЧетыре одножильных в трубеОдин двухжильный в трубеОдин трёхжильный в трубеГр. прокладка в коробах, 1-4 кабеляГр. прокладка в коробах, 5-6 кабелейГр. прокладка в коробах, 7-9 кабелейГр. прокладка в коробах, 10-11 кабелейГр. прокладка в коробах, 12-14 кабелейГр. прокладка в коробах, 15-18 кабелей

Показать дополнительные параметры

Результат

Tок (A):

Рекомендуемое сечение кабеля > (мм²):

Сопротивление провода (Oм):

Итоговое напряжение (В):

Потери напряжения (В / %):

понятие, площадь, формула и таблица соответствия диаметру

Площадь поперечного сечения как электротехническая величина

От поперечного сечения зависит токопроводимость провода
В качестве примера сечения можно рассмотреть распил изделия под углом 90 градусов относительно поперечной оси. Контур фигуры, получившейся в результате, определяется конфигурацией объекта. Кабель имеет вид небольшой трубы, поэтому при распиле выйдет фигура в виде двух окружностей определенной толщины. При поперечном рассечении круглого металлического прута получится форма круга.

В электротехнике площадь ПС будет значить прямоугольное сечение проводника в отношении к его продольной части. Сечение жил всегда будет круглым. Измерение параметра осуществляется в мм2.

Начинающие электрики могут перепутать диаметр и сечение элементов. Чтобы определить, какая площадь сечения у жилы, понадобиться учесть его круглую форму и воспользоваться формулой:

S = πхR2, где:

S – площадь круга;
π — постоянная величина 3,14;
R – радиус круга.

Если известен показатель площади, легко найти удельное сопротивление материала изготовления и длину провода. Далее вычисляется сопротивление тока.

Для удобства расчетов начальная формула преобразуется:

Радиус – это ½ диаметра.
Для вычисления площади π умножается на D (диаметр), разделенный на 4, или 0,8 умножается на 2 диаметра.

При вычислениях используют показатель диаметра, поскольку его неправильный подбор может вызвать перегрев и воспламенение кабеля.

Симметрия

Виды сечений допускается располагать в разрыве, который образовывается между частями одного изображения. Это можно сделать на продолжении следа плоскости среза. Но такой подход допустим лишь при симметричной фигуре, которая получается при проведении рассечения. Сечение выносят на любую часть поля чертежа. Допустимо также выполнять поворот.

Для симметричных сечений на чертеже след плоскости никак не изображают. Также нет на таком срезе надписи.

Несимметричные сечения выполняют в разрыве или накладывают на чертеж. След плоскости для подобной графики изображают, но буквами не подписывают. Также отсутствует какая-либо надпись.

Вынесенное сечение обводится толстым, сплошным контуром. Если же оно нанесенное, линия для его обозначения используется тонкая, непрерывная.

Если у предмета несколько одинаковых сечений, их контур обозначается одной буквой. Вычерчивается при этом только один срез.

Цели расчета

Поперечное сечение проводов для освещения
Рассчитывать параметры площади сечения проводника необходимо с несколькими целями:

получение необходимого количества электричества для запитки бытовых приборов;
исключение переплат за неиспользуемый энергоноситель;
безопасность проводки и предотвращение возгораний;
возможность подключения высокомощной техники к сети;
предотвращение оплавления изоляционного слоя и коротких замыканий;
правильная организация осветительной системы.

Оптимальное сечение провода для освещения – 1,5 мм2 для линии, 4-6 мм2 на вводе.

Соотношение диаметра кабеля с площадью его сечения

Определение посредством формулы площади поперечного сечения проводников занимает длительное время. В некоторых случаях уместно использовать данные из таблицы. Поскольку для организации современной проводки применяется медный кабель, в таблицу вносятся параметры:

диаметр;
сечение в соответствии с показателем диаметра;
предельная мощность нагрузки проводников в сетях с напряжением 220 и 380 В.

Диаметр жилы, мм	Параметры сечения, мм2	Сила тока, А	Мощность медного проводника, кВт
Диаметр жилы, мм	Параметры сечения, мм2	Сила тока, А	Сеть 220 В	Сеть 380 В
1,12	1	14	3	5,3
1,38	1,5	15	3,3	5,7
1,59	2	19	4,1	7,2
1,78	2,5	21	4,6	7,9
2,26	4	27	5,9	10
2,76	6	34	7,7	12
3,57	10	50	11	19

Посмотрев данные в соответствующих колонках, можно узнать нужные параметры для электролинии жилого здания или производственного объекта.

Расчет сечения многожильного проводника

Многожильный провод представляет собой несколько отдельных жил. Расчет его сечения осуществляется следующим образом:

Находится показатель площади сечения у одной жилы.
Пересчитываются кабельные жилы.
Количество умножается на поперечное сечение одной жилы.

При подключении многожильного проводника его концы обжимаются специальной гильзой с использованием обжимных клещей.

Особенности самостоятельного расчета

Самостоятельное вычисление продольного сечения выполняется на жиле без изоляционного покрытия. Кусочек изоляции можно отодвинуть или снять на отрезке, приобретенном специально для тестирования. Вначале понадобится определить диаметр и по нему найти сечение. Для работ используется несколько методик.

При помощи штангенциркуля

Способ оправдан, если будут измеряться параметры усеченного, или бракованного кабеля. К примеру, ВВГ может обозначаться как 3х2,5, но фактически быть 3х21. Вычисления производятся так:

С проводника снимается изоляционное покрытие.
Диаметр замеряется штангенциркулем. Понадобится расположить провод между ножками инструмента и посмотреть на обозначения шкалы. Целая величина находится сверху, десятичная – снизу.
На основании формулы поиска площади круга S = π (D/2)2 или ее упрощенного варианта S = 0,8 D² определяется поперечное сечение.
Диаметр равен 1,78 мм. Подставляя величину в выражение и округлив результат до сотых, получается 2,79 мм2.

Для бытовых целей понадобятся проводники с сечением 0,75; 1,5; 2,5 и 4 мм2.

С использованием линейки и карандаша

Вычисление ПС с помощью линейки и карандаша
При отсутствии специального измерителя можно воспользоваться карандашом и линейкой. Операции выполняются с тестовым образом:

Зачищается от изоляционного слоя участок, равный 5-10 см.
Получившаяся проволока наматывается на карандаш. Полные витки укладываются плотно, пространства между ними быть не должно, «хвостики» направляются вверх или вниз.
В конечном итоге должно получиться определенное число витков, их требуется посчитать.
Намотка прикладывается к линейке так, чтобы нулевое деление совпадало с первой намоткой.
Замеряется длина отрезка и делится на количество витков. Получившаяся величина – диаметр.
Например, получилось 11 витков, которые занимают 7,5 мм. При делении 7,5 на 11 выходит 0,68 мм – диаметр кабеля. Сечение можно найти по формуле.

Точность вычислений определяется плотностью и длиной намотки.

Таблица соответствия диаметра проводов и площади их сечения

Если нет возможности пройти тестирование диаметра или сделать вычисление при покупке, допускается использовать таблицу. Данные можно сфотографировать, распечатать или переписать, а затем применять, чтобы найти нормативный или популярный размер жилы.

Диаметр кабеля, мм	Сечение проводника, мм2
0,8	0,5
0,98	0,75
1,13	1
1,38	1,5
1,6	2
1,78	2,5
2,26	4
2,76	6
3,57	10

При покупке электрокабеля понадобится посмотреть параметры на этикетке. К примеру, используется ВВНГ 2х4. Количество жил – величина после «х». То есть, изделие состоит из двух элементов с поперечным сечением 4 мм2. На основании таблицы можно проверить точность информации.

Чаще всего диаметр кабеля меньше, чем заявлен на упаковке. У пользователя два варианта – применять другой или выбрать с большей площадью сечения кабель по диаметру. Выбрав второй, понадобится проверить изоляцию. Если она не сплошная, тонкая, разная по толщине, остановитесь на продукции другого изготовителя.

Упрощения

Изображения (виды, разрезы, сечения) для их легкости понимания могут упрощаться. Стандарты и нормы регламентируют этот процесс.

Для симметричных фигур допускается вычерчивать лишь одну половину среза или большую ее часть с нанесением линии обрыва. Когда объект имеет несколько одинаковых элементов, прорисовывают только один из них. Остальные идентичные части рисуются схематически.

Проекции линий пересечения допускается изображать упрощенно. Но только если не требуется их подробное изображение.

Выполняя чертеж простых фигур, например, если нужно рассмотреть виды сечений конуса, используют определенный подход к графике. Это упрощает понимание чертежей. Когда одна поверхность изменяется с конкретной закономерностью, ее можно прерывать.

Если одна поверхность плавно переходит в другую, их граница не указывается или обозначается условно.

Непустотелые симметричные детали и изделия на чертеже показываются нерассеченными при продольном срезе. А если размер части изделия на чертеже составляет менее 2 мм, его изображают с отступлением от основного масштаба.

Для обозначения плоских поверхностей могут проводить диагонали сплошными линиями.

Также следует учитывать, что неразъемные соединения электрических или радиоустройств упрощаются соответствующими типу изделия стандартами. Это основные упрощения, которые регламентирует Единая система конструкторской документации. Их чаще всего применяют для построения чертежей на крупных производствах, где требуется изобразить сложные детали, узлы или механизмы.

Определение сечения проводника на вводе

Уточнить номинальные показатели можно в компании Энергосбыта или документации к товару. К примеру, номинал автомата на вводе составляет 25 А, мощность потребления – 5 кВт, сеть однофазная, на 220 В.

Подбор сечения осуществляется так, чтобы допустимый ток жил за длительный период был больше номинала автомата. Например, в доме на ввод пущен медный трехжильный проводник ВВГнг, уложенный открытым способом. Оптимальное сечение – 4 мм2, поэтому понадобится материал ВВГнг 3х4.

После этого высчитывается показатель условного тока отключения для автомата с номиналом 25 А: 1,45х25=36,25 А. У кабеля с площадью сечения 4 мм2 параметры длительно допустимого тока 35 А, условного – 36,25 А. В данном случае лучше взять вводный проводник из меди сечением 6 мм2 и допустимым предельным током 42 А.

Вычисление сечения провода для линии розеток

Сечение кабелей для домашних электроустановок
Каждый электроприбор имеет показатели собственной мощности.

Они замеряются в Ваттах и указываются в паспорте либо на наклейке на корпусе. Примером поиска сечения будет линия запитки для стиральной машины мощностью 2,4 кВт. При расчетах учитывается:

материал провода и способ укладки – трехжильный ВВГнг-кабель из меди, спрятанный в стене;
особенности сечения – оптимальная величина составляет 1,5 мм2, т.е. понадобится кабель 3х1,5;
использование розетки. Если подключается только машинка-автомат, характеристик будет достаточно;
система защиты – автомат, номинальный ток которого 10 А.

Для двойных розеток применяется кабель из меди с сечением 2,5 мм2 и автомат номиналом 16 А.

Защитный слой

Толщина защитного слоя бетона для арматуры назначается для исключения просачивания влаги к стальному каркасу, ее воздействия на стержни, обеспечения правильную работу арматуры в массиве бетона. Помимо этого, величиной защитного слоя характеризуется также и огнестойкость железобетонного изделия.

Для балок, используемых в качестве элементов сборных конструкций, устанавливаемых в фундаментах, толщина защитного слоя для продольной арматуры принимается равной её диаметру, но не менее 30 мм.

Требуемая толщина обеспечивается за счет использования специальных фиксаторов для арматуры, фиксирующих армирующий каркас в неподвижном положении в процессе заливки бетона в опалубку.

Пример установки фиксаторов защитного слоя под арматурный каркас монолитной балки.

Если сечении конструкции менее 250 мм, величину защитного слоя для поперечной арматуры допускается назначать 10 мм и более. При большей величине сечения защитный интервал должен составлять не менее 15 мм.

Подбор сечения для трехфазной линии 380 В с несколькими приборами

Подключение нескольких видов бытовой техники к трехфазной линии предусматривает протекание потребляемого тока по трем жилам. В каждом из них будет меньшая величина, чем в двухжильном. На основании данного явления в трехфазной сети допускается применять кабель с меньшим сечением.

К примеру, в доме устанавливается генератор с мощностью 20 кВт и суммарной мощностью по трем фазам 52 А. На основании значений таблицы выйдет, что оптимальное сечение кабеля – 8,4 мм2. На основании формулы высчитывается фактическое сечение: 8,4/1,75=4,8 мм2. Чтобы подсоединить генератор мощностью 20 кВт на трехфазную сеть 380 В необходим медный проводник, сечение каждой жилы которого 4,8 мм2.

Положение секущей плоскости

В зависимости от положения секущей плоскости, существует несколько разновидностей изображений, которые регламентирует ГОСТ. Виды, разрезы, сечения, согласно общепринятым правилам, определяются в пространстве относительно горизонтальной плоскости.

Соответственно ей, рассекающая плоскость может проходить через объект горизонтально, вертикально или под наклоном.

В первом случае вид сечения рассматривается поперечно, параллельно горизонтальной плоскости. Во многих чертежах такой тип инженерной графики называют планом. Такие срезы могут также называться по-разному в каждом производственном процессе.

Вертикальные сечения предполагают размещение среза перпендикулярно основанию. А наклонные разновидности образуют между горизонтальной и секущей плоскостями определенный угол. Он отличен от прямого.

Вертикальные сечения бывают фронтальными (параллельно фронтальной линии проекции) или профильными (параллельно профильной линии проекции).

Если же срез направлен вдоль высоты или длины предмета, это продольное сечение. Но бывает и другая ориентация чертежа. Существуют виды поперечных сечений, которые имеют перпендикулярную ориентацию в пространстве секущей плоскости, относительно длины или высоты объекта.

На чертеже положение сечения указывается стрелками и обозначается разомкнутой линией.

Сечение проводов в домах старой застройки и предельная нагрузка

В многоэтажках советского периода используется алюминиевая проводка. С учетом правильного соединения узлов в распредкоробе, качества изоляции и надежности контактов соединения она прослужит от 10 до 30 лет.

При необходимости подключения техники с большой энергоемкостью в домах с проводкой из алюминия на основе мощности потребления подбирается сечение и диаметр жил. Все данные указаны в таблице.

Ток, А	Максимальная мощность, ВА	Диаметр кабеля, мм	Сечение кабеля, мм2
14	3000	1,6	2
16	3500	1,8	2,5
18	4000	2	3
21	4600	2,3	4
24	5300	2,5	5
26	5700	2,7	6
31	6800	3,2	8
38	8400	3,6	10

Отгиб прутков

К местам стыковки и размещения отгибов прутков предъявляются отдельные требования, так как от расположения этих точек зависят характеристики прочности и устойчивости балки. Точки отгибания арматуры необходимо устанавливать, исходя из таких рекомендаций:

Расстояние между отгибом и наружной поверхности должно составлять до 50 мм.
Не допускается использование коротких стержней с единственным наклонным участком, свободно размещенных в каркасе (так называемых «плавающих прутков»).
Угол изгиба арматуры к оси балки назначается порядка 45 градусов. При этом для высоких конструкций (свыше 800 мм) мм допускается увеличение угла до 60 градусов. Для низких балок, эксплуатируемых под воздействием только точечно приложенных усилий, возможно уменьшение угла наклона до 30 градусов.
Допускается не производить отгибы при установке хомутов. Трещиностойкость и прочность конструкции в данном случае проверяется по расчету.
При определении мест отгибки необходимо удостовериться, что на участке их расчетного расположения в любом сечении, перпендикулярном к оси балки, имелось не менее одного отгиба.
Отгиб необходимо выполнять на одном продольно расположенном стержне в каждой плоскости арматурного каркаса балки шириной до 200 мм. Если ширина конструкции более 200 мм, отгибать следует как минимум по два элемента во всех плоскостях.
Отогнутые части должны располагаться симметрично относительно оси балки.

Расстояния между отогнутыми частями стержней, размещенных в различных плоскостях, определяются расчетом в соответствии со схемой армирования.

Распространение потенциала действия (раздел 1, глава 3) Neuroscience Online: электронный учебник по нейронаукам | Кафедра нейробиологии и анатомии

3.1 Изменения пространственного распределения заряда

Видео лекции

Как только потенциал действия инициируется в одной точке нервной клетки, как он распространяется на синаптическую терминальную область по принципу «все или ничего»?

На рис. 3.1 показана схематическая диаграмма аксона и предполагаемое распределение заряда вдоль мембраны этого аксона. Положительные заряды находятся снаружи аксона, а отрицательные — внутри. Теперь рассмотрим последствия подачи некоторого стимула в точку в середине аксона. Если деполяризация достаточно велика, откроются потенциалзависимые натриевые каналы и инициируется потенциал действия.

Рисунок 3.1

Рассмотрим на данный момент «замораживание» потенциала действия на его пиковом значении. Его пиковое значение теперь будет около +40 мВ внутри относительно снаружи. Разные заряды притягиваются, поэтому положительный заряд переместится в соседнюю область мембраны. Когда заряд перемещается к соседней области мембраны, соседняя область мембраны деполяризуется. Если он достаточно деполяризуется, а это произойдет, потенциалзависимые натриевые каналы в соседней области мембраны будут открыты, и будет инициирован «новый» потенциал действия. Затем это распределение заряда распространяется на следующую область и инициирует другие «новые» потенциалы действия. Один из способов наблюдения за этим процессом — с помощью теплового аналога. Вы можете думать об аксоне как о куске проволоки, покрытой порохом (порох аналогичен натриевым каналам). Если к проводу будет подведен достаточный стимул (тепло), порох воспламенится, выделит тепло, и тепло распространится по проводу в соседние области и вызовет воспламенение пороха в соседних областях.

3.2 Детерминанты скорости распространения

Обнаружена большая вариабельность скорости распространения потенциалов действия. Фактически, скорость распространения потенциалов действия в нервах может варьироваться от 100 метров в секунду (580 миль в час) до менее одной десятой метра в секунду (0,22 мили в час). Почему одни аксоны передают информацию очень быстро, а другие медленно? Чтобы понять, как работает этот процесс, необходимо рассмотреть два так называемых пассивных свойства мембран: постоянную времени и постоянную пространства или длины. Почему они называются пассивными свойствами? Они не имеют ничего общего ни с одной из зависящих от напряжения проводимостей, обсуждавшихся ранее. Они не имеют ничего общего ни с насосами, ни с обменниками. Это неотъемлемые свойства всех биологических мембран.

Рисунок 3.2

Постоянная времени. Сначала рассмотрим тепловой аналог. Поместите кусок металла с температурой 10 ^o C на плитку с температурой 100 ^o C. Как изменится температура? Она увеличится от начального значения 10 ^o C до конечного значения 100 ^o C. Но температура не изменится мгновенно. На самом деле, она будет меняться как экспоненциальная функция времени. Аналогичная ситуация возникает в нервных клетках, когда они получают мгновенный раздражитель. На рисунке справа представлена идеализированная нервная клетка. Регистрирующий электрод первоначально измеряет потенциал -60 мВ (потенциал покоя). В какой-то момент времени (время 0) переключатель замкнут. Замыкание переключателя происходит мгновенно, и в результате мгновенного замыкания по цепи протекает мгновенный ток. (Это эквивалентно удару металлического блока по плитке.) Обратите внимание, что, несмотря на то, что этот раздражитель меняется мгновенно, изменение потенциала не происходит мгновенно. Требуется время, чтобы потенциал изменился от начального значения -60 мВ до конечного значения -50 мВ. Общая деполяризация составляет 10 мВ, но это изменение происходит как экспоненциальная функция времени.

Существует удобный показатель того, насколько быстро экспоненциальные функции изменяются со временем. Индекс обозначается символом τ и называется постоянной времени. Он определяется как количество времени, за которое изменение потенциала достигает 63% от его конечного значения. (Почему 63%?) В этом примере потенциал изменяется от -60 до -50, а значение 63% составляет -53,7 мВ. Таким образом, постоянная времени равна 10 мс. Чем меньше постоянная времени, тем быстрее будет изменение реакции на раздражитель. Следовательно, если бы этот нейрон имел постоянную времени 5 мсек, то за 5 мсек потенциал мембраны достиг бы —53,7 мв. Постоянная времени аналогична рейтингу от 0 до 60 высокопроизводительного автомобиля; чем ниже рейтинг от 0 до 60, тем быстрее машина. Чем ниже постоянная времени, тем быстрее мембрана будет реагировать на раздражитель. Влияние постоянной времени на скорость распространения станет ясно ниже.

Постоянная времени является функцией двух свойств мембран: сопротивления мембраны (R _м ) и емкости мембраны (C _м ). R _м обратная величина проницаемости; чем выше проницаемость, тем ниже сопротивление, и наоборот. Мембраны, как и физические устройства, известные как конденсаторы, могут накапливать заряд. При подаче стимула требуется время, чтобы зарядить мембрану до нового значения.

[Пожалуйста, обратитесь к учебнику по физике для колледжа для обзора основных свойств резисторов и конденсаторов. Дополнительный обзор резисторов, конденсаторов и постоянных времени, а также использование гидравлических аналогов для их понимания см. в: Byrne, J. H., Understanding Electricity with Water , epub, Lulu.com, 2011.]

Space Constant. Рассмотрим еще один тепловой аналог. Возьмите длинный металлический стержень, который снова изначально находится в положении 10 9 .0056 o C и рассмотрим последствия прикосновения одного конца стержня к плите, нагретой до 100 ^o C. (Предположим, что он помещен туда на определенное время, чтобы дать возможность изменениям температуры стабилизироваться.) Как будет ли температура распределяться по длине стержня? Вдоль стержня возник бы температурный градиент из-за увеличения потерь тепла по мере удаления от источника тепла. Градиент температуры может быть описан экспоненциальной функцией расстояния из-за задействованных физических процессов.

Рисунок 3.3

Аналогичная ситуация имеет место в нервных клетках. На рисунке слева представлена идеализированная нервная клетка, в которой записи сделаны из разных областей вдоль аксона с шагом 1 мм. Тело клетки протыкают стимулирующим электродом, подключенным к батарее, значение которой изменяет потенциал тела клетки до -50 мВ (эквивалентно помещению 10 ^o C стержень на нагревательной плите 100 ^o C). Этот аксон, несмотря на то, что первоначально он имел пространственно однородный потенциал покоя -60 мВ, теперь имеет потенциал -50 мВ в соме, потому что это область, в которой применяется стимул. Однако потенциал не равен -50 мВ на всем протяжении аксона; он варьируется в зависимости от расстояния от сомы. На расстоянии 1 мм потенциал равен -56 мВ; на расстоянии 2 мм оно даже ближе к -60 мВ; и достаточно далеко вдоль аксона потенциал аксона составляет -60 мВ, потенциал покоя. Точно так же, как существует показатель того, как изменение потенциала изменяется со временем (постоянная времени), существует также показатель, обозначаемый символом λ (называемый пространственной константой или константой длины), который указывает, насколько сильно потенциал будет распространяться вдоль аксона в ответ на подпороговый стимул в другой точке. На рисунке 3.3 константа пространства или константа длины равна 1 мм. Через 1 мм потенциал изменится на 63% от своего конечного значения. Если бы λ было больше 1 мм, потенциал распространился бы на большее расстояние. Если бы λ было равно 1/2 мм, потенциал распространялся бы меньше вдоль аксона. Таким образом, в то время как постоянная времени является показателем того, насколько быстро мембрана будет реагировать на стимул во времени, пространственная постоянная является показателем того, насколько хорошо подпороговый потенциал будет распространяться вдоль аксона в зависимости от расстояния. Пространственная постоянная является пассивным свойством мембран. Хотя это влияет на скорость распространения потенциалов действия, это независимый процесс. Это похоже на поверхность гоночной трассы, а потенциал действия подобен гоночному автомобилю. Если поверхность грязная, машина будет ехать медленно, если твердая и мощеная, то та же машина сможет ехать гораздо быстрее.

Константа длины может быть описана через физические параметры аксона, где d — диаметр аксона, R _m — по-прежнему сопротивление мембраны, обратное проницаемости, и R _i — внутреннее сопротивление (сопротивление аксоплазмы). R _и – показатель способности зарядов двигаться по внутренней поверхности аксона. Небольшое подпороговое изменение в распределении заряда в одной точке вдоль аксона будет распространяться вдоль аксона, но при этом часть будет диффундировать обратно из мембраны, а часть продолжит двигаться вдоль аксона. Если сопротивление мембраны (R _м ) высокий, меньше просачивается и относительно больше перемещается по аксону. Увеличение R _m похоже на изоляцию металлического стержня и нагрев стержня с одного конца. Чем больше изоляция (большее сопротивление тепловым потерям снаружи стержня), тем больше тепла будет проходить внутри стержня.

Скорость распространения. Как постоянная времени и пространственная постоянная связаны со скоростью распространения потенциалов действия? Чем меньше постоянная времени, тем быстрее деполяризация повлияет на соседнюю область. Если деполяризация быстрее воздействует на соседнюю область, она быстрее приведет соседнюю область к порогу. Следовательно, чем меньше постоянная времени, тем быстрее будет скорость распространения. Если пространственная постоянная велика, изменение потенциала в одной точке будет распространяться на большее расстояние вдоль аксона и быстрее приведет области расстояния к порогу. Следовательно, чем больше пространственная постоянная, тем быстрее отдаленные области будут доведены до порога и тем выше будет скорость распространения. Таким образом, скорость распространения прямо пропорциональна пространственной постоянной и обратно пропорциональна постоянной времени. Существуют отдельные уравнения, описывающие как постоянную времени, так и постоянную пространства. Приведенное выше понимание позволяет нам составить новое уравнение, объединяющее эти два.

Уравнение дает представление о том, как разные аксоны могут иметь разные скорости распространения. Один из способов наделить аксон высокой скоростью распространения — увеличить диаметр. Однако при изменении скорости распространения простым изменением диаметра возникает одна серьезная проблема. Чтобы удвоить скорость, необходимо вчетверо увеличить диаметр. Ясно, что должен быть лучший способ увеличить скорость распространения, чем простое увеличение диаметра.

Другим способом увеличения скорости распространения является уменьшение емкости мембраны. Этого можно достичь, покрывая аксоны толстой изолирующей оболочкой, известной как миелин. Одна потенциальная проблема с этим подходом заключается в том, что процесс покрытия аксона будет охватывать зависимые от напряжения каналы Na ⁺. Если каналы Na ⁺ закрыты, генерация потенциала действия будет невозможна. Вместо того, чтобы покрывать миелином весь аксон, покрываются только его участки, а некоторые области, называемые узлами, остаются открытыми.

3.3 Размножение в миелиновых волокнах

Рисунок 3. 4

Распространение потенциалов действия в миелиновых волокнах показано на рис. 3.4. Начните с потенциала действия в узле слева. В отсутствие миелина потенциал действия будет активно распространяться посредством простых механизмов, обсуждавшихся выше. Однако теперь миелин закупоривает все потенциалзависимые натриевые каналы, поэтому потенциал действия не может активно распространяться. (На самом деле миелинизированные аксоны даже не имеют натриевых каналов в межузловой области.) Скорее, изменение потенциала, вызванное потенциалом действия в одном узле, пассивно распространяется в межузловой области вдоль аксона точно так же, как температура распространяется по длинному металлическому волокну. стержень. Потенциал распространяется, но становится меньше (уменьшается), точно так же, как изменение температуры, вызванное на одном конце стержня, будет уменьшаться по мере его распространения вдоль стержня.

Теперь рассмотрим точку, в которой пассивно распространяющийся потенциал достигает следующего узла. Будет инициирован «новый» потенциал действия. Стимулом для этого потенциала действия является деполяризация, возникающая на конце миелина. Каждый узел действует как «ретрансляционная станция», которая обновляет декрементированный сигнал. Снова подумайте об аналоге пороха, но на этот раз покройте стержень некоторой изоляцией и нанесите порох только на оголенные участки. Из-за изоляции изменение температуры, вызванное воспламенением пороха, будет эффективно распространяться по металлическому стержню. Произойдет некоторая потеря температуры, но достаточно воспламенить порох в следующей области, и процесс повторится.

Типы линий электропередач по напряжению | Блог системного анализа

В зависимости от условий окружающей среды, географического положения, уязвимости и стоимости линии электропередачи располагаются либо над землей, либо под землей.
Допустимый диапазон напряжений на средних линиях электропередачи составляет от 20 до 100 кВ.
Кабели низкого напряжения используются для напряжения до 1 кВ в подземных системах линий электропередач.

Линии электропередачи – это соединительные элементы, соединяющие генерирующие и распределительные станции.

Линии электропередачи – это соединительные элементы, соединяющие генерирующие и распределительные станции. Линии электропередач передают высокое напряжение от генерирующих станций к первичным передающим станциям, вторичным передающим станциям, первичным распределительным станциям и вторичным распределительным станциям.

Эти линии классифицируются в зависимости от их расположения (воздушные или подземные), длины и номинального напряжения. Среди этих трех характеристик понимание того, как работает классификация различных типов линий электропередачи на основе напряжения, особенно важно для выбора правильного кабеля для данного уровня напряжения. Помимо таких характеристик, как мощность распределительных линий и кабелей передачи, с точки зрения проектирования существуют также такие характеристики, как характеристический импеданс, задержка распространения, индукция и отраженные волны, а также другие эффекты линии передачи, которые необходимо отслеживать.

Давайте рассмотрим две классифицирующие характеристики, расположение линии и номинальное напряжение, и посмотрим, как они соотносятся друг с другом.

Воздушные и подземные линии электропередачи

Линии электропередачи могут быть расположены как над землей, так и под землей.

Воздушные линии электропередачи представляют собой неизолированные проводники над уровнем земли, поддерживаемые пилонами и опорами. Важнейшим параметром, классифицирующим воздушные линии электропередачи, является их длина. Для каждой классификации длины воздушных кабелей существует предел максимального напряжения, за которым они не допускаются.

Подземные линии электропередач представляют собой изолированные кабели, проложенные под землей в сводах и траншеях. Уровни напряжения и изоляция классифицируют подземные кабели. Для каждого класса напряжений существует определенный тип подземного кабеля.

При принятии решения о том, должна ли линия электропередачи быть воздушной или подземной, следует учитывать условия окружающей среды, географическое положение, чувствительность линии и затраты.

Типы линий электропередач в зависимости от напряжения

Как воздушные, так и подземные линии электропередачи имеют подклассы в зависимости от напряжения.

Воздушные линии электропередачи

Короткие линии электропередачи — Короткие линии электропередачи, длина которых не превышает 50 км, а напряжение не превышает 20 кВ. В коротких линиях передачи влияние сопротивления и индуктивности линии преобладает над емкостью.
Средние линии электропередачи — Эти линии имеют длину воздушного кабеля более 50 км и менее 150 км. Допустимое напряжение находится в пределах от 20 до 100 кВ. При анализе средних линий передачи учитываются три сосредоточенные константы линии: сопротивление, индуктивность и емкость.
Длинные линии электропередачи — Воздушные линии электропередачи протяженностью более 150 км и напряжением выше 100 кВ образуют длинные линии электропередачи. Константы линии считаются распределенными элементами при анализе длинных линий передачи.

Подземные линии электропередачи

В отличие от воздушных кабелей, подземные кабели состоят из одного или нескольких проводников с изоляцией и защитным покрытием. Основная конструкция подземных линий электропередачи состоит из таких частей, как сердечник или проводники, изоляция, металлическая оболочка, подстилка, армирование, обслуживание и т. д.

На рынке доступно несколько типов подземных кабелей. При выборе подходящего подземного кабеля необходимо учитывать рабочее напряжение и эксплуатационные требования.

Классификация подземных кабелей осуществляется двумя способами:

Классификация на основе напряжения, на которое изготавливаются подземные кабели.
Классификация на основе изоляции, используемой в конструкции кабеля.

В таблице ниже представлена классификация подземных кабелей в зависимости от напряжения.

Сл №	Диапазон напряжения (кВ)	Классификация
1	За пределами 132 кВ	Кабели сверхвысокого напряжения
2	От 33 кВ до 66 кВ	Кабели сверхвысокого напряжения (E. H.T.)
3	От 22 кВ до 33 кВ	Тросы сверхнатяжения (S.T.)
4	От 1кВ до 11кВ	Кабели высокого напряжения (H.T.)
5	До 1 кВ	Кабели низкого напряжения (L.T.)

Классификация подземных кабелей по напряжению

В зависимости от географического района, условий окружающей среды, требований к обслуживанию и стоимости проектировщики могут сделать правильный выбор между воздушными и подземными кабелями. Хорошее понимание типов линий электропередачи в зависимости от напряжения облегчит задачи выбора кабеля, монтажа, обслуживания и ремонта.

Независимо от того, рассматриваете ли вы общее производство электроэнергии или энергии, возобновляемые источники энергии или просто пытаетесь лучше оптимизировать поведение линий электропередач и воздушных линий в своем следующем проекте передачи, убедитесь, что у вас есть все основания. Убедитесь, что ваши провода не перекрещиваются, особенно если они находятся под высоким напряжением, и избегайте общих проблем проектирования, таких как затухание, емкость и характеристическое сопротивление.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы быть в курсе последних обновлений. Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, поговорите с нашей командой экспертов.

Свяжитесь с нами

Решение задач электромагнитного, электронного, теплового и электромеханического моделирования, чтобы ваша система работала в широком диапазоне условий эксплуатации.

Посетить сайт Больше контента от Cadence System Analysis

Доступ к электронной книге

Проводники заземления оборудования для систем кабельных лотков

Системы электропроводки кабельных лотков имеют отличные показатели безопасности и надежности. Эти превосходные показатели являются результатом уникальных характеристик кабельных лотков, а также правильного проектирования и монтажа систем электропроводки кабельных лотков. Целью этой статьи является обзор методов заземления для систем электропроводки кабельных лотков. Проводники заземления оборудования являются наиболее важными проводниками в электрических системах. Заземляющий проводник оборудования является защитным проводником электрической цепи.

При проектировании системы электропроводки кабельного лотка проектировщик должен оценить варианты проводника заземления оборудования (EGC) Национального электротехнического кодекса (NEC), применимые к проекту.

Оцените следующие варианты:

Используйте кабельный лоток в качестве EGC. [Кабельный лоток может использоваться в качестве EGC только в соответствующих условиях, как указано в NEC Section 318-3(c)].
Используйте одножильный кабель в качестве общего EGC для всех цепей в кабельном лотке [NEC Раздел 318-3(b)(1) Исключение 2].
Используйте отдельные проводники EGC в каждом многожильном кабеле в кабельном лотке (NEC Section 250-95).
Параллельно EGC с кабельным лотком.

Требования к EGC описаны в нескольких разделах NEC.

NEC Раздел 110-10. Полное сопротивление цепи и другие характеристики . Указывает, что компоненты и характеристики цепи должны быть правильно выбраны и скоординированы, чтобы неисправность (короткое замыкание) была устранена без серьезного повреждения электрических компонентов цепи.

NEC Раздел 250-1(f). В примечании мелким шрифтом (FPN) № 2 говорится, что проводящие материалы, окружающие электрические проводники или оборудование, заземляются для ограничения напряжения на землю на этих проводящих материалах и соединяются для облегчения работы устройств перегрузки по току в условиях замыкания на землю.

Раздел NEC 250-51 гласит, что эффективный заземляющий путь должен быть: постоянным и электрически непрерывным, иметь возможность безопасно проводить любой наложенный на него ток короткого замыкания, иметь достаточно низкий импеданс, чтобы ограничить напряжение на землю и облегчить работу защитных устройств.

В разделе 318-6(a) NEC указано, что кабельный лоток не должен быть механически непрерывным, но он должен быть электрически непрерывным, а соединение должно соответствовать разделу 250-75 NEC.

Желательно, чтобы замыкание линии на землю быстро устранялось защитным устройством цепи. Пока существует замыкание на землю, персонал объекта, а также сам объект могут оказаться в небезопасных условиях. Напряжения могут распределяться по металлическим компонентам объекта таким образом, что они могут создавать условия, которые могут привести к поражению электрическим током или травмам персонала объекта, который физически контактирует с металлическими компонентами, находящимися под напряжением. Существует вероятность пожара на объекте, если электрические дуги тока короткого замыкания станут источниками возгорания.

A Посмотрите на опции EGC, доступные для систем кабельных лотков.

1. Кабельные лотки в качестве ЭГК.

NEC Раздел 318-3(c) Проводники заземления оборудования гласит, что металлические кабельные лотки разрешается использовать в качестве EGC, если постоянное техническое обслуживание и надзор гарантируют, что квалифицированные специалисты будут обслуживать установленную систему кабельных трасс и что кабельный лоток соответствует с положениями NEC Раздел 318-7 Заземление .

Это означает, что кабельный лоток может использоваться в качестве EGC на любом соответствующем объекте. Нет ограничений по типу объекта, в котором кабельный лоток может использоваться в качестве ЭГК. Квалификационное ограничение основано на опыте персонала по обслуживанию электрооборудования объекта. Привлеченный электротехнический персонал должен иметь квалификацию.

Металлические кабельные лотки имеют классификацию Underwriters Laboratories (UL) в отношении пригодности для использования в качестве EGC. Классификационная маркировка гласит: «Классифицировано Underwriters Laboratories Inc. в отношении его пригодности в качестве проводника заземления оборудования». Кабельный лоток не входит в список UL, он классифицируется UL как EGC.

Площадь поперечного сечения металла, доступного для использования в качестве EGC, указана в каталогах производителей для различных кабельных лотков. Это сумма площадей поперечного сечения двух боковых реек. Для кабельных лотков цельной конструкции общая площадь поперечного сечения представляет собой сумму поперечных сечений боковых направляющих плюс площадь поперечного сечения сплошного дна. Если в дне кабельного лотка имеются вентиляционные отверстия, вентиляционные отверстия уменьшают площадь поперечного сечения дна кабельного лотка, доступную для обслуживания ЭГК. Если кабельный лоток будет использоваться в качестве EGC, это должно быть указано в заказе на поставку, а производитель пометит или поместит постоянную информационную этикетку на боковой направляющей кабельного лотка. На этой маркировке или информационной табличке будет указано поперечное сечение металлической площади кабельного лотка EGC и указано, что кабельный лоток сертифицирован UL для использования в качестве EGC. Нет необходимости наносить токопроводящий состав на стандартные соединения пластин для сращивания кабельных лотков или устанавливать соединительные перемычки на стандартные соединения пластин для сращивания кабельных лотков для алюминиевых или стальных кабельных лотков.

Таблица 318-7(b)(2) «Требования к площади металла для кабельных лотков, используемых в качестве заземляющих проводников оборудования» показывает минимальное поперечное сечение металла, которое требуется для алюминиевых или стальных кабельных лотков, используемых в качестве EGC. o самый высокий рейтинг любого защитного устройства (номинал предохранителя или три положения автоматического выключателя) для цепей в кабельном лотке. Если площадь поперечного сечения кабельных лотков недостаточна для номинала защитного устройства, кабельный лоток не может использоваться в качестве ЭГ и в кабельном лотке должен быть проложен отдельный одножильный кабель ЭГК или каждый многожильный кабель должен содержать жилу ЭГК. Соединения кабелепроводов и/или кабелей (связывание и/или EGC) с кабельными лотками должны быть выполнены с помощью соединителей, включенных в список UL, которые должным образом установлены, чтобы обеспечить хорошую электрическую непрерывность между кабельным лотком и кабелепроводами и/или кабелями.

В соответствии с разделом 318-7(a) NEC все металлические кабельные лотки должны быть заземлены в соответствии со статьей 250 NEC независимо от того, используется ли кабельный лоток в качестве EGC.

2. Одножильные кабели EGC в кабельных лотках.

NEC Раздел 318-3(b)(1) Исключение № 2 гласит, что изолированные, покрытые или неизолированные одиночные жилы калибра #4 AWG или больше могут использоваться в качестве кабелей EGC в кабельных лотках.

Если используется одножильный кабель EGC, размер одножильного кабеля EGC должен соответствовать номиналу предохранителя или настройке срабатывания автоматического выключателя (NEC, таблица 250-9).5) цепи с наибольшей пропускной способностью в кабельном лотке, в которой потенциально может использоваться одножильный кабель EGC в случае замыкания на землю.

В условиях повышенной влажности неизолированная медь EGC не должна устанавливаться в алюминиевый кабельный лоток из-за возможности электролитической коррозии алюминиевого кабельного лотка. Для таких установок лучше всего использовать закрытый или изолированный проводник, а также удалить покрытие или изоляцию в тех местах, где выполняются соединительные соединения с кабельным лотком, соединительными перемычками, кабельными каналами, корпусами оборудования и т. д. с оловянными или оцинкованными разъемами, внесенными в список UL.

Хотя в этом нет необходимости, есть преимущества в соединении одножильного кабеля EGC с кабельным лотком через каждые 50–100 футов с помощью соединителя, внесенного в список UL. Таким образом кабельный лоток электрически подключается параллельно кабелю EGC. Если происходит замыкание на землю, эта практика может привести к тому, что более низкие напряжения на землю будут приложены к металлическим компонентам объекта, находящимся под напряжением. Электрически параллельный кабельный лоток и кабель EGC становятся EGC с низким импедансом (см. вариант № 4). Кабели EGC должны быть надежно привязаны к кабельному лотку через каждые 10–20 футов, чтобы в условиях неисправности магнитные силы не выбросили EGC из кабельного лотка.

5. Многожильные кабели с ЭГК в кабельных лотках.

Можно указать многожильные кабели, содержащие собственный EGC. Проводники EGC в многожильных кабелях могут быть неизолированными, покрытыми или изолированными. В случае покрытия или изоляции внешняя отделка должна быть зеленой или зеленой с одной или несколькими желтыми полосами [см. раздел NEC 250-57(b)]. На квалификационных объектах любой изолированный проводник в многожильном кабеле может быть постоянно идентифицирован как EGC одним из трех указанных методов, указанных в 9. 0215 NEC Раздел 250-57(b) Исключение № 4 .

ЭГК параллельных многожильных кабелей в кабельных лотках.

В раздел 250-95 NEC было внесено существенное изменение. Размер проводников заземления оборудования для NEC 1993 и 1996 годов, который влияет на параллельную прокладку стандартных многожильных кабелей в кабельных лотках. Это изменение требует увеличения размера ЭГК в трехжильных кабелях при параллельном соединении фазных проводов и параллельности ЭГК или установки отдельного ЭГК соответствующего размера в кабельном лотке.

Принятые предложения по пересмотру NEC Section 250-95 не содержали каких-либо задокументированных проблем с безопасностью. Обоснование заявителя заключалось в том, что проводники кабелей разрешается соединять параллельно, поэтому к многожильным кабелям следует применять единый размер EGC, применяемый к системам кабельных каналов. В результате « или кабель » были размещены после слова « кабельный канал » в разделе NEC 250-95 .

Не было представлено каких-либо публичных фактов о каких-либо проблемах безопасности или технических проблемах, связанных с эксплуатацией стандартных трехжильных кабелей с параллельными ЭГК стандартного размера. Это обычная промышленная практика на протяжении нескольких десятилетий. На многих предприятиях по производству химических, пластмассовых и текстильных изделий питающие линии на 480 вольт (кабели типа TC) от подстанций до центров управления электродвигателями соединены параллельно стандартными трехжильными кабелями с ЭГК стандартного размера, соединенными параллельно с начала 19 века.60-е годы.

Для параллельных трехжильных кабелей, установленных в кабельном лотке в соответствии с NEC 1996 года, необходимо выбрать один из следующих вариантов:

A. Закажите специальные трехжильные кабели, которые содержат EGC большего размера. Размер EGC будет зависеть от номинала или настройки защитного устройства цепи согласно NEC Table 250-95 . Это означает, что размер EGC зависит от количества трехжильных кабелей, соединенных параллельно для получения желаемой пропускной способности цепи.
B. Используйте трехжильные кабели без EGC и установите одножильный EGC в кабельном лотке или используйте кабельный лоток в качестве EGC при квалификационных установках в соответствии с Разделом 318-3(c).
C. Используйте стандартные трехжильные кабели с EGC стандартного размера и параллельно EGC, которые находятся в кабельных сборках, с одножильным EGC (размером согласно таблице 250-95) в кабельном лотке или с кабельным лотком, если он используется в качестве ЭГК. Это соответствует требованиям NEC Section 250-95.

7. Электрическая параллельность одножильного EGC и кабельного лотка.

Электрическая параллельность одножильного ЭГК с кабельным лотком путем присоединения однопроводного ЭГК к кабельному лотку через каждые 50–100 футов обеспечивает установку, которая может обеспечить некоторую степень повышения электробезопасности объекта и его персонала в условиях замыкания на землю. Соединение кабельного лотка с одножильным EGC через каждые 50–100 футов не требуется NEC, но является желательной дополнительной практикой.

Ниже приведено сравнение для установки, в которой одножильный EGC не соединен электрически параллельно с кабельным лотком, и для установки, в которой одножильный EGC соединен параллельно с кабельным лотком.

В качестве основы для простого сравнения двух случаев сделаны следующие допущения:

Система: Показана одна фаза (277 В) вторичной обмотки трансформатора на 480 В, соединенного звездой.

Проводники: Фазный провод представляет собой медный провод толщиной 500 тыс.см с изоляцией 75°C. Он рассчитан на 380 ампер без снижения номинальных значений в зависимости от температуры окружающей среды. Защитное устройство рассчитано на 400 ампер. EGC представляет собой медь № 3 AWG (таблица NEC 250-95). Поперечное сечение боковых поручней алюминиевого кабельного лотка составляет 2 квадратных дюйма. Проводимость алюминия кабельного лотка составляет около 55 процентов от проводимости меди.

Сопротивление медного проводника 500 тыс.смил составляет 0,0258 Ом/к·фут.

Сопротивление медного проводника № 3 AWG составляет 0,245 Ом/к·фут.

Сопротивление алюминиевого кабельного лотка составляет примерно 0,0143 Ом/к·фут.

Сопротивление запараллеленного ЭГК №3 и алюминиевого кабельного лотка составляет 0,0135 Ом/к·фут. [Результирующее сопротивление параллельных проводников равно R1 x R2/R1 + R2. = (0,0143)(0,245)/0,0143) + (0,245) = 0,0135 Ом].

Допущения: Для упрощения примеров вместо импеданса используются значения сопротивления. В реальной установке импеданс будет определять величину тока короткого замыкания и падение напряжения. Падение напряжения на дуге КЗ не учитывается. Предполагается, что весь ток обратного замыкания будет ограничиваться однопроводным EGC или однопроводным EGC и кабельным лотком, когда они электрически параллельны. Предполагается, что фазный провод, ЭГК и алюминиевый кабельный лоток имеют одинаковую длину

Электрическое подключение кабельного лотка параллельно одножильному EGC является заслуживающим внимания вариантом.