При проектировании электрических сетей или подобных систем особое внимание уделяется правильному выбору кабелей. Традиционно это определяется размером входящих в комплект кабелей. Правильный подход к этому варианту предполагает учет возможности передачи мощности (т. е. потребляемой или распределяемой мощности), непосредственно связанной с выбранными проводниками. Для представления этой зависимости используется классическая таблица тока, как показано на рисунке ниже. На нем указывается тип одноцепного или многоцепного кабеля и поверхность перехода, а также максимальный ток, который может быть пропущен без перегрева и последующего риска повреждения.
В этом случае эксперт суммирует величину нагрузки, которую кабель может выдержать без опасных последствий, и данные, используемые в таблице энергоемкости для участка пересечения бронзового кабеля. Чтобы расшифровать используемые здесь термины, ниже объясняется процесс их введения и их связь с конкретными натуральными величинами.
Основные понятия
Раздел.
Необходимость правильного выбора К. С.А. Для каждого проводника, включенного в электрическую цепь, вытекает из следующих условий Правильно отрегулированная транспортировка мощности по отношению к сечению кабеля позволяет долго и бесперебойно эксплуатировать эту цепь, с полной уверенностью в том, что самые неподходящие моменты не будут нарушены.
В электроэнергетике термин «размер сечения» относится к размеру поперечного сечения кабеля. В простейшем случае он рассчитывается по классической формуле (см. рисунок ниже).
Тип для определения пересечения.
Значения, включенные в эту символику, для простоты основаны на круглых одиночных кабелях. Значение.
- D — диаметр жилы без изоляции, мм,.
- S — площадь, измеряемая в квадратных миллиметрах.
Примечание: Этот тип применяется только для выбора одножильных кабелей, которые редко используются в реальных приложениях.
На практике, как правило, используется n ядерная проволока. Это требует другого типа для расчета общей поверхности сечения. Приведены следующие изображения (одноименные)
Типы многожильных проводов
Исходя из панели нагрузки кабеля, допустимый ток для квадратного миллиметра алюминия составляет 4 ампера, в то время как для бронзового кабеля — 10 ампер (при монтаже шланга).
Поэтому для тока в 10 ампер требуется бронзовый кабель с единичным сечением в 1 квадратный миллиметр (сечение преобразования 10). Все приблизительные расчеты для силовых цепей основаны на этой причине. Далее обсуждается другой важный параметр, называемый плотностью тока (непосредственно связанный с данной темой).
В настоящее время.
Он определяется очень просто — как количество ампер на единицу поперечного сечения трубопровода. При изучении факторов, влияющих на плотность тока в кабеле, в первую очередь обращают внимание на способ расположения кабеля (открытый и скрытый). Первый вариант обеспечивает более высокую плотность мощности благодаря улучшенному теплообмену с окружающей средой.
В случае скрытого или закрытого монтажа кабель монтируется и погружается в канавку с минимальным контактом с атмосферой, что сводит к минимуму потери тепла. То же самое относится к кабелям, помещенным в специальные защитные или кабельные проводники. При выборе параметров кабеля, размещаемого в этом случае, необходимо внести некоторые изменения, чтобы учесть отсутствие атмосферного теплового засева.
Такой подход к выбору проводников позволяет учесть скрытый коэффициент, независимо от нагрузок, подключенных к данной линии или сети.
Поскольку качественный тепловой расчет в бытовых условиях практически невозможен, фактически он сводится к выбору наиболее уязвимых элементов системы и расчету общей плотности, связанной с этим параметром.
Справка. Модификация применима только в том случае, если температура окружающей среды считается максимальной.
Во всех вышеупомянутых таблицах значения потребляемой мощности и мощности нагрузки приведены при нормальной комнатной температуре. С другой стороны, большинство современных кабелей с изоляцией из ПВХ или полиэтилена можно использовать при температуре до 70-90°C.
Примеры вычисления
В качестве примера рассмотрим конкретный случай с грузом мощностью до 4 кВт (4000 Вт) при напряжении сети 220 В. Для конфигурации достаточно одного бронзового кабеля сечением 18,18/10 = 1 818 кв. мм (10 — коэффициент пересчета).
Важно: В данном примере запас по сечению должен составлять не менее 15%, так как проводники работают на максимальной мощности.
В результате получается примерно 2,08 кв. м. Выбрав ближайшее номинальное значение из специальной таблицы, возьмите 2,0 кв. м проволоки Squalem.
Если вы хотите узнать количество киловатт, которое могут обеспечить кабели площадью 2 и 5 квадратных метров при текущей нагрузке, вы можете воспользоваться другим кратким документом, который специалисты называют «таблицей мощности». Обычно она представлена в комбинированном формате с текущей таблицей (см. рисунок ниже).
Это показывает, что для сечения 2,5 размера метра допустимая мощность составляет 4,6 кВт (21 ампер), что очень близко к расчетным данным для 2,0 кв. мм.
Примечание: Эти коэффициенты применяются только к отдельным бронзовым проводникам, независимо от других элементов, прикрепленных к металлической трубе.
Для других условий монтажа или материалов кабеля (например, алюминия) элементы будут отличаться.
Кабели.
Для многожильных кабелей, состоящих из множества узко расположенных бронзовых проводников, расчет порога нагрузки (мощности передачи энергии) и мощности к нему будет отличаться. Это связано с тем, что тепловые поля отдельных проводников перекрываются, когда они расположены близко друг к другу. Поэтому предельные значения мощности и энергопотребления ниже (см. фото многоядерных процессоров ниже).
Рассмотрим, например, количество киловатт, которое может выдержать квадратный кабель 3×4. В зависимости от силы тока, более крупный кабель, состоящий из трех проводов с сечением 4 квадратных миллиметра каждый, может выдерживать ток до 27 ампер при нагрузке до 6 кВт.
То же самое относится и к номинальной мощности кабелей, выбранных из той же таблицы. Продукты этой категории рассчитаны на большие токи и обычно используются для подключения потребителей с высоким энергопотреблением.
- Оборудование для производства электроэнергии на открытом воздухе (например, насосы, электродвигатели)
- Стиральные машины, электрические плиты,.
- системы автоматического управления раздвижными дверями и другими механизмами.
Многожильные кабели широко используются для проводки в квартирах и частных домах и рассчитываются по одной и той же таблице (обычно это таблица нагрузок).
DC.
Еще один фактор, который необходимо учитывать при выборе площади поперечного сечения электрического проводника, шинопровода или кабельной жилы, — это нагрев под действием тока, который изменяет свойства большинства проводящих материалов. Чрезмерный нагрев не только грозит постепенным разрушением изоляции, но и способствует разрушению существующих контактных соединений и со временем может привести к необратимым последствиям.
Максимальный ток, соответствующий температурному пределу проводника или контактного соединения, называется пределом постоянного тока. Это значение для каждой конкретной цепи зависит не только от материала проводника, но и от площади поперечного сечения, типа изоляции и условий охлаждения.
Длительно допустимая температура нагрева жилы, соответствующая этому току, составляет от 50 до 80 градусов Цельсия (это значение зависит от изоляции и приложенного напряжения).
Дополнительная информация. Второй из этих параметров можно взять из таблицы трендов. Эта таблица обычно объединяется со всеми данными вышеприведенной таблицы.
В последней части этого раздела мы хотели бы отметить, что при выполнении фактических тепловых расчетов необходимо использовать готовые таблицы.
Эти таблицы обычно содержат информацию о долгосрочных допустимых значениях тока, определяемых на основе скорости нагрева медных или алюминиевых проводников в различных условиях монтажа (в кабелепроводе, на открытом воздухе или в земле).
