Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет сечения провода

Расчет сечения провода

Для надежной и безопасной эксплуатации проводки необходимо, чтобы провода и кабели имели надежную изоляцию и не грелись от проходящего тока. Кроме того, нужно оптимизировать расходы на материалы. Эти задачи решаются правильным выбором сечения проводов и кабелей.

Немного теории без расчетов

По закону Джоуля-Ленца в электрическом проводе выделяется тепло, пропорциональное квадрату тока. Это тепло рассеивается в окружающем пространстве, но с конечной скоростью, зависящей от теплопроводности среды. Если окружающая среда плохо проводит, или сама выделяет тепло, то провод способен перегреться вплоть до собственного плавления, не говоря уже о разрушении его изоляции.

Закон Джоуля-Ленца

ПУЭ (Правила устройства электроустановок), регламентируют многие показатели, влияющие на безопасность. Главная задача Правил – это обеспечение безопасности, назначение установок правила интересует лишь постольку, поскольку они должны быть безопасными. Многие величины можно брать прямо из таблиц ПУЭ, поскольку они уже рассчитаны. Часть данных придется рассчитывать.

Расчет сечения провода выполняется с двоякой целью. Во-первых, чтобы определить необходимую площадь сечения провода по заданному току, во-вторых (в некоторых случаях), чтобы определить падение напряжения в конце линии и выяснить, является оно допустимым или нет. Площадь поперечного сечения провода должна быть известной из его марки, но иногда встречается провод сечение которого неизвестно.

Выбор марки проводов

Для выполнения электропроводки следует брать те провода, которые рекомендуют ПУЭ. Некоторые марки напрямую запрещены в настоящее время. В частности, не допускается применение алюминиевых проводов для внутренней проводки. Каждая новая редакция ПУЭ выпускается после анализа статистических данных об эксплуатации материалов, в том числе аварий и несчастных случаев. Поэтому не стоит пренебрегать таким авторитетным документом.

Наиболее ходовые и практичные марки медных проводов, используемые в настоящее время: ВВГ, NYM, ППВ, ПВС. Есть и некоторые другие. Изоляция всех проводов двойная, обычно используется поливинилхлорид. Допустимый нагрев проводов ограничен величиной около +50°C. Жилы проводов могут быть однопроволочными или многопроволочными.

Последние более удобны при монтаже из-за свой гибкости, но к сожалению, более пожароопасны. Сечение проводов находится в пределах от 1,5 до десятков квадратных миллиметров. Какой провод использовать для проводки решает потребитель, взвесив его допустимость по правилам, поперечное сечение провода, удобство работы с ним и цену.

Определение площади сечения

Здесь о том, как определить сечение провода. Вообще, это задача из элементарной геометрии, но школьные знания быстро забываются и приходится вспоминать. Поскольку провод – это одна или несколько круглых проволок, то площадь сечения выражается

Формула определения площади сечения

где n – число проволок, d – диаметр проволоки в мм. В результате преобразований вместо чисел π и 4 мы получаем коэффициент 0.785. Результат получается в квадратных миллиметрах. Если проволок всего одна, тогда n = 1 и про него можно забыть.

Например, мы измерили микрометром диаметр провода и он оказался равным 1.02 мм. Тогда возводим это число в квадрат: 1.02 * 1.02 = 1.0404 и умножаем на 0.785. Получаем: S = 0.817 мм.кв, для практики можем считать этот результат достаточно точным. Для многопроволочных жил результат нужно дополнительно умножить на n.

Измерять диаметр проволоки следует штангенциркулем, лучше всего – микрометром. Но если таких приборов нет, можно измерить диаметр проволоки обычной миллиметровой линейкой, при помощи следующей хитрости (радиолюбительский способ): на карандаш или ровный твердый стержень вплотную наматывается столько витков проволоки, сколько удобно держать вместе.

Читайте так же:
Прибор для проверки влажности древесины

Затем ширина намотки измеряется линейкой с точностью до 1 мм и делится на число витков. Важно при измерении избегать зазоров между витками и наползания витков друг на друга! Это плохо повлияет на точность.

СОВЕТ Сечение многожильного провода (точнее, многопроволочного) можно приблизительно оценить по его диаметру, если он аккуратно скручен, как в изоляции. Поправочный коэффициент на пустоту между проволоками 0.91.

Плотность тока

Плотность тока J влияет на степень нагрева проводов. Она измеряется в амперах на квадратный миллиметр. Для меди она несколько выше, чем для алюминия (это основные проводниковые материалы) и зависит от того, открытой считается проводка или нет. Открытая проложена по стенам, в лотках; закрытая – в стенах, трубах. Для медных проводов можно руководствоваться следующей таблицей стандартных сечений (J = 6 А/мм.кв):

Таблица стандартных сечений

Падение напряжения в линиях

Так как провода имеют сопротивление, то, как и прочие потребители, каждый из проводов линии является резистором в схеме делителя сопротивления (показан вполне правдоподобный пример):

Падение напряжения в линиях

Синим цветом отмечено напряжение относительно нейтрали, а красным – падающее на каждом участке цепи, полезном или паразитном.

Для квартирной проводки прежде это было несущественно, но теперь, после появления у потребителей мощных нагрузок, например, стиральных машин, установленных далеко от ввода, это небезразлично.

Пример выбора проводов в квартире

Чтобы выбрать сечение провода по диаметру, нужно руководствоваться потребляемой мощностью в линии и длиной трассы, как наглядно показывает предыдущий рисунок. Для осветительных приборов, особенно современных энергосберегающих, вполне можно взять минимальное допустимое по ПУЭ сечение 1,5 кв.мм медного провода.

Очень целесообразно отделить линию освещения от линий розеток. Это позволит ремонтировать розетки при свете, и наоборот, обезопасит ремонт светильников если использовать переноску или лампу, включенную в розетки.

Мощные линии желательно ничем не нагружать «по дороге» от щитка. Это сделает их питание стабильным. Линию для розеток общего назначения можно рассчитывать на пару нагрузок средней величины (1,5 кВт). Также важно отделить линию для питания электронного оборудования, связи и вычислительной техники, если они используются для ответственной работы.

И в заключение, в качестве примера, рассмотрим простой проект квартирной проводки. Исходными данными можно считать план помещения и расстановку электроприборов. Для каждого прибора нужно выяснить его мощность, для каждой линии сложить все мощности ее нагрузок, взяв некоторый запас «на вырост», так как есть тенденция на все большее потребление (кто мог представить в 1950-х годах стиралки по 8 кВт, когда утюги потребляли 375 Вт?).

Сначала нужно выполнить план квартиры с точным соблюдением масштаба и линейку на нем. Затем на план наносятся места установки электроприборов и их мощности:

Места установки приборов по мощности

Затем следует выполнить, возможно, по частям, проектирование линий освещения и розеток. Всю работу можно выполнить в каком-либо графическом редакторе, по слоям. Сейчас это доступно любому пользователю ПК. Необязательно соблюдать все правила выполнения чертежей, этот план вы делаете для себя.

Проектирование линий освещения и розеток

Все вместе можно распечатать:

Проектирование линий освещения и розеток на одном чертеже

Благодаря линейке и масштабу можно непосредственно на листе (или в программе) делать измерения трасс. Так можно точно подсчитать (не забывая учитывать вертикальные участки) длину всех трасс и проводов групп освещения. На чертеже также отмечается, через какие распределительные коробки проходит трасса.

Читайте так же:
Непровар сварного шва фото

На этом плане одна линия освещения (оранжевый цвет) и три розеточные линии. Теперь почти очевидно, как выбрать провод. Для линии освещения берем самый тонкий, разрешенный ПУЭ, 1.5 кв.мм трехжильный провод, с желто-зеленым проводником защитной земли. Провода для розеточных линий потребуется немного рассчитать.

Линия Р1 (черный) потребует самого толстого провода, к ней присоединены наиболее мощные нагрузки: стиралка и водогрейный котел, которые в сумме составляют 12 кВт, причем вовсе не исключена их совместная работа, особенно зимой. Каким будет ток? I = 12000/220 = 54 А.

Смотрим в таблице выше. Нам подойдет провод 10 квадратов. Весьма удачно то, что эти розетки расположены близко к электрощитку, трасса получается короткой, недорогой и с малым падением напряжения. (Столь мощные нагрузки обычно характерны уже для трехфазной сети, но наш пример только иллюстрация.)

Вторая линия розеток Р2 в сумме потребляет 5 кВт. Здесь ток I = 5000/220 = 22 А. Подойдет провод сечением 4 квадрата. На кухне очень часто бывают включены все приборы и здесь даже можно взять провод 5 кв.мм.

Третья линия Р3 – самая протяженная. Общая нагрузка на ней составляет 2 кВт, но лучше учитывать возможное подключение обогревателей, например, в спальне или детской, поэтому лучше перестраховаться и добавить еще 3 кВт. Поэтому придется выбрать провод 4 кв.мм.

В конце самой длинной трассы стоит самая небольшая нагрузка – телевизор. Современные телевизоры и другая электроника способны работать при довольно пониженном напряжении (правда, при этом ухудшается тепловой режим их блоков питания, но раз производители обещают работу при 120-150 В, то мы можем считать, что все в порядке).

После всех расчетов остается только подсчитать длину материала каждого вида: трехжильных проводов (фаза, нейтраль и защитная земля) и накинуть процентов 10 на запас. Для участков от коробок до выключателей можно закупить двухжильный провод 1,5 мм.кв, так как у выключателей нет заземления, но эту тонкость вы можете учесть в вашем конкретном проекте. Составление такого плана предотвратит как нехватку провода, так и излишнюю трату денег. И то и другое почти неизбежно, если действовать наугад.

СЕЧЕНИЕ МНОГОЖИЛЬНОГО КАБЕЛЯ

Когда используется кабель многожильный, который не соответствует заявленным характеристикам, изготовлен не по ГОСТу, могут возникнуть нежелательные последствия. Причем в продаже можно встретить кабели, на маркировке и упаковке которых указаны недостоверные показатели. Заявленное сечение может не соответствовать истинной цифре. Получается, что жила кабеля, купленного с учетом конкретной нагрузки, не справляется с током, который должна пропускать. В результате изоляция плавится. Риск возникновения аварийной ситуации, в том числе короткого замыкания, возрастает в разы. Чтобы подобного не произошло, нужно знать, как определить сечение многожильного кабеля.

Особенности расчета сечения однопроволочной (монолитной) жилы

Итак, вы приобрели кабель с однопроволочной жилой и решили замерить его сечение. Чтобы это стало возможно, для начала необходимо обзавестись штангенциркулем, калькулятором, стриппером для снятия изоляции и канцелярским ножиком. Установите сечение по диаметру кабеля. Для этого сделайте следующее:

  • Снимите изоляцию с кабеля.
  • Измерьте диаметр жилы (при помощи штангенциркуля).

Вспомните школьную геометрию, а именно формулу, которая позволяет рассчитать площадь круга (токопроводящией жилы круглой формы):

S = π r2, где π = 3,14, а r — это радиус жилы.

Читайте так же:
Температура горения дерева в костре

Благодаря штангенциркулю можно узнать только диаметр, а требуется — радиус. Следует видоизменить формулу. Известно, что радиус составляет половину диаметра. Формула будет выглядеть так:

S = (π d2)/4, где d — диаметр жилы.

Для сокращения формулы можно поделить число π на 4. Получится стандартная формула для расчета сечения жилы по диаметру:

S = 0,785d2

Произведем расчет на примере кабеля ВВГ-П 2х1,5, у которого диаметр жил при измерении штангенциркулем равен 1,35 мм. Подставляем значение в формулу:

S = 0,785*1,352 = 1,43 мм²

Из расчетов видно, что фактическое сечение жилы на 4,7 % меньше заявленного, что является допустимым занижением.
Выполнить расчет однопроволочного проводника, как показывает практика, несложно. Главное — быть внимательным и не перепутать диаметр с радиусом и наоборот.

Тонкости расчета сечения многопроволочной жилы

Не все кабели имеют однопроволочные жилы, и в таких случаях возникает вопрос: как определить сечение многожильного кабеля с многопроволочными жилами?
Осведомленность в вопросе о том, как замерить сечение многожильного кабеля, позволит быть уверенными в безопасности и надежности использования изделия. Здесь также все предельно понятно. Площадь сечения многожильного кабеля с многопроволочными жилами нужно измерять, отталкиваясь от площади одной проволоки из жил. Действуйте в следующем порядке:

  1. Возьмите кабель и снимите с него оболочку и изоляцию с одной из жил.
  2. Распушите жилу и пересчитайте все проволоки.
  3. Произведите замер диаметра одной из проволок, из которых состоит жила.
  4. Воспользуйтесь указанной выше формулой для расчета однопроволочной жилы. Это позволит вам узнать площадь одной проволоки.
  5. Полученное значение умножьте на общее число жил.

Например, у вас есть кабель КГВВнг(A) 5х1,5. Зачистив, распушив жилу, замерив микрометром одну из проволок, а также посчитав количество проволок, получим следующие данные:

  • Количество проволок — 28 шт.
  • Диаметр одной проволоки — 0,26 мм.

Для начала высчитаем сечение одной проволоки:

S = 0,785*0,262 = 0,053 мм²

Теперь полученное значение необходимо умножить на количество проволок в жиле — и получим сечение 1,378 мм².
Однако при расчете сечения многопроволочных жил необходимо также учитывать коэффициент укрутки проволок, который будет равен 1,053 для кабелей с многопроволочными жилами класса 5. В итоге получаем сечение жилы равное 1,45 мм² — фактическое сечение жилы также меньше заявленного на 3,3 %, что является допустимым.
Расчет сечения одножильного и многожильного кабеля может осуществить каждый желающий. Для этого необходимо лишь воспользоваться указанными выше формулами. Зная, как замерить сечение многожильного кабеля, удастся правильно выбрать изделие, и в итоге не возникнет никаких проблем. Поэтому перед проведением тех или иных манипуляций, связанных с использованием кабеля, обязательно производите данный расчет.

Как определить сечение провода

Как определить сечение провода

Проводка

Практически каждый человек в своей жизни сталкивался с электропроводкой. Особенно это касается тех, у кого есть гараж, домашнее хозяйство или дача. Ведь там часто приходится устанавливать новую розетку, менять устаревшую проводку, самостоятельно делать переноску или удлинитель и т.д. Во всех этих случаях домашний мастер сталкивается с электрическими проводами и кабелями. Устанавливая, например, в гараже новую розетку под наждак (точило), необходимо знать сечение провода или кабеля, который нам для этого понадобится. Если сечение будет меньше необходимого для подключения электроприёмника, то электропроводка может не выдержать нагрузки и начать плавится, а также воспламениться, что чаще всего и приводит к пожару.

Читайте так же:
Подключение шуруповерта к зарядному устройству напрямую

Так как же определить сечение провода?

сечение провода

Электрики с большим стажем работы определяют сечение жилы провода «на глазок», без применения специальных приборов. Ну это и не чудо — ведь они постоянно сталкиваются с электрическими проводами на работе, так что у них «глаз уже намылен». Ошибаются они крайне редко. Но электрики электриками, а что делать обычным людям, которые встречаются с монтажом электропроводки крайне редко? Им на помощь приходит наука — физика. Курс физики из общеобразовательной школы. С помощью данного учебного предмета мы можем высчитать площадь поперечного сечения любой электрической жилы.

Делается это так. Чаще всего провод, применяемый в домашней электропроводке имеет круглую форму сечения жилы. Высчитаем площадь сечения одножильного и многожильного провода.

Одножильный провод: замеряем диаметр жилы. Используя школьную формулу нахождения площади круга, высчитываем площадь сечения жилы.

S = Пи · d²/4, упрощаем формулу: S = 0,8 · d², где
S — площадь сечения провода (мм²);
Пи — постоянная величина 3,14;
d — диаметр жилы (мм).

Рассмотрим на примере. Диаметр жилы провода — d=1,2 мм. Тогда площадь сечения жилы S = 0,8 · 1,2² = 0,8 · 1,2 · 1,2 = 1,15мм².

Многожильный провод. Если у вас в электропроводке многожильный провод, то вам будет необходимо посчитать количество жил в проводе. Затем измерить диаметр одной жилы и высчитать площадь её сечения. После этого складываем площади сечения всех жилок и получаем общую площадь сечения многожильного провода.

Пример. Количество жилок в проводе n = 19 штук. Диаметр одной жилы — d=0,4мм². Высчитываем площадь одной жилы: S = 0,8 · 0,4² = 0,8 · 0,4 · 0,4 = 0,128 мм². Общая площадь сечения всего многожильного провода: S = n · S(одной жилы) = 19 · 0,128 = 2,43мм².

определить сечение провода с помощью карандаша и линейки

Диаметр одной жилы измеряется с помощью специальных приборов — микрометр или штангенциркуль. Если у вас нет данных измерительных приборов, то можно воспользоваться обычной школьной линейкой. Измеряемая жилка электрического провода плотно (виток к витку) наматывается на обычный карандаш. Количество витков должно быть не менее 10 – 15 (чем больше витков, тем точнее измерение). Линейкой измеряется расстояние намотки в миллиметрах. Этот размер делится на количество витков. d = l/n, где l — расстояние намотки в мм, n — число витков провода. Получается размер диаметра провода в миллиметрах.

Площадь сечения многожильного провода

ГОСТ 22483-2012
(IEC 60228:2004)*
______________________
* Поправка. ИУС N 2-2015.

ЖИЛЫ ТОКОПРОВОДЯЩИЕ ДЛЯ КАБЕЛЕЙ, ПРОВОДОВ И ШНУРОВ

Conductors for cables, wires and cords

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности" (ОАО "ВНИИКП")

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 046 "Кабельные изделия"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 42-2012 от 15 ноября 2012 г., приложение N 22.1)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ISO 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

4 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту IEC 60228:2004* Conductors of insulated cables (Токопроводящие жилы изолированных кабелей) путем изменения содержания отдельных структурных элементов и внесения дополнительных положений. Дополнительные положения и измененные фразы, слова, показатели и/или их значения выделены в тексте полужирным курсивом**. Разъяснение причин внесения дополнительных положений и изменения фраз, слов, показателей и/или их значений приведено во введении.

Читайте так же:
Наибольшую температуру плавления имеет вещество

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.

** В оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов приводятся обычным шрифтом. — Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт IEC 60228:2004 разработан техническим комитетом ТС 20 "Электрические кабели" Международной электротехнической комиссии (IEC).

Перевод с английского языка (en).

Официальный экземпляр международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, имеется в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.

Степень соответствия — модифицированная (MOD).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования международного стандарта в связи с особенностями классификации кабельной продукции в странах СНГ.

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1269-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 22483-2012 (IEC 60228:2004) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ВНЕСЕНА поправка*, опубликованная в ИУС N 2, 2015 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Введение

IEC 60228:2004 устанавливает требования к номинальному сечению токопроводящих жил электрических кабелей, проводов и шнуров широкого диапазона типов, включая требования к числу и диаметру проволок и значению электрического сопротивления.

IЕС 60228:2004 устанавливает требования к конструкции жил только для силовых кабелей и шнуров (см. раздел 1), поэтому содержит только классы жил 1, 2, 5 и 6. В настоящее время в странах СНГ разработано большое количество кабельных изделий с жилами классов 3 и 4, поэтому настоящий стандарт дополнен этими классами и из раздела 1 исключено слово "силовых".

Требования к токопроводящим жилам электрических кабелей, проводов и шнуров в настоящем стандарте полностью соответствуют установленным в IEC 60228:2004. При этом в настоящем стандарте расширены требования IEC 60228:2004 на все группы кабельных изделий, также сохранены диапазоны сечений жил по классам; для класса 1 сохранено изготовление жил из алюминия и возможность изготовления многопроволочных жил наряду с однопроволочными.

Размеры жил, приведенные в настоящем стандарте, установлены в метрической системе. В настоящее время Канада для указания размеров и параметров жил использует американские системы AWG (American Wire Gauge) и kcmil (kilo circular mils) для больших размеров, как показано ниже. Применение в Канаде этого размерного ряда предписано национальными нормами для электроустановок. В стандартах IEC на кабельные изделия нет кабелей, проводов и шнуров с жилами в системе AWG/kcmil.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector