Допустимая сила тока от сечения провода: Как сечение кабелей и проводов влияет на выбор мощности и тока

Предельно допустимый ток, выбора кабеля, компенсация

Во время протекания тока по проводнику возникают значительные энергетические потери, которые почти полностью проявляются в виде нагрева провода. Этот вид потерь обусловлен сопротивлением материала течению электронов. Для компенсации потерь на нагрев приходится увеличивать мощность, поскольку конечному потребителю дойдёт меньшее количество энергии, чем было на входе в линию электропередачи. При этом важным компонентом, позволяющим снизить данные потери является правильный выбор материала провода, а также его сечения.


Металлом, обладающим наименьшим электрическим сопротивлением при нормальных условиях, является серебро, которое из-за высокой стоимости не может применяться в промышленных масштабах для целей электропередач. Несколько более высоким электросопротивлением характеризуется медь, далее — алюминий. Два последних металла максимально высокой степени чистоты и используются в настоящее время в качестве основных проводников тока во всём мире.

Второй важный фактор при выборе провода — правильное его сечение, которое должно обеспечивать допустимый нагрев, и в то же время не имеет смысла переплачивать за слишком толстый кабель. Выбор сечения определяется температурой нагрева провода длительными токовыми нагрузками. Пример: медный проводник диаметром 1,16 мм расплавится при силе тока 10 ампер. При этом, следует помнить, что пластиковая изоляция значительно менее устойчивая к высоким температурам, и для неё чаще всего опасной является температура уже в 65°C.

Площадь сечения жилы рассчитывается по стандартным формулам в зависимости от типа проводника (круглая жила, треугольная, квадратная, прямоугольная). Формула для расчёта тепловыделения тоже стандартная. Выделяемая тепловая мощность прямо пропорциональная квадрату силы тока, при этом она не зависит от напряжения, именно поэтому там, где необходимо передавать большое количество энергии, стараются максимально возможно увеличить напряжение. Также необходимо учитывать тот факт, что если рядом проходит несколько проводов, то они греют друг друга.

Максимально допустимая сила тока для кабелей, шнуров, проводов с пластиковой или резиновой изоляцией:

Безопасным считается такой ток, который при температуре земли + 15°С, температуре воздуха или окружающей среды + 25°С нагревает кабель не более чем до +65°С. При выборе провода для любых целей рекомендуется пользоваться специальными таблицами, в которых приводятся минимальные допустимые сечения провода для предполагаемой нагрузки (определяется мощностью нагрузки). В продаже можно найти как стандартные провода с маркировкой по ГОСТ или ТУ с известными характеристиками, так и большое количество других типов кабелей.

Провода допустимые токи — Энциклопедия по машиностроению XXL

Наименование Наимено- Назначение и режим работы проводки Прокладка Конструкция Допустимые соотношения между пропускной способностью провода и током плавкой вставки или автомата  [c.471]

Длительно допустимый ток нагрузки проводов и кабелей в зависимости от вида защитного аппарата  [c. 150]

В случае эксплуатации проводов при температурах окружающей среды, отличающейся от 25°С, определение допустимых токов нагрузки следует производить с учетом поправочных коэффициентов, указанных в табл. 7.14.  [c.351]


Расчет по допустимой величине тока нагрузки сводится к определению допустимого тока, при котором провод не нагревается выше температуры, которая ограничивается теплостойкостью. изоляции. По допустимой нагрузке рассчитывают главную питающую цепь (плюсовую) и цепи питания некоторых потребителей (звукового сигнала, стеклоочистителей).  
[c.247]

По допустимой плотности тока /доп, а/мм , материала принятого провода и его сечения /яр, мм , по формуле (6-18) определяется допустимый ток в обмотке катушки  [c.124]

Наибольший допустимый ток, а Сечение провода,  [c.86]

Допустимый ток в проводе можно определить из выражения а ( го — tf) яй1 = 1Щ,  [c. 195]

Величина допустимого тока нагрузки зависит от сечения провода, марки и способа его прокладки. Наибольшие допустимые  [c.480]

Найденный таким образом рабочий ток не должен превышать длительно допустимый ток (при ПВ = 100%) для провода 1р =  [c.482]

Соединение аккумуляторной батареи с массой автомобиля на некоторых автомобилях производят медным неизолированным плетеным проводом марки АМГ. Однако следует иметь в виду, что в случае попадания электролита на этот провод он быстро разрушается. При выборе сечения провода необходимо учитывать силу тока из условия допустимого нагрева провода, допустимое напряжение в цепи, механическую прочность провода и способ прокладки (одиночный или в пучке).  

[c.267]

При прокладке проводов сечением 0,5—4,0 мм в жгутах, в поперечном сечении которых по трассе содержится от двух до семи проводов, сила допустимого тока в проводе 1 = 0,55/1 (где — сила тока по табл. 34), а при наличии 8—19 проводов — / = 0,38/1.  [c.268]

Допустимая нагрузка изолированных проводов постоянным током, а  [c.638]

Для расчета системы энергоснабжения необходимо знать размеры движения или графики движения поездов заданной массы, разрабатываемые на основании тяговых расчетов, и кривые токов /3(5) для поездов различных типов при постоянном токе и активные и реактивные составляющие полного тока в функции пути — при переменном. Кроме того, должны быть известны электрические параметры контактной сети и рельсов (сопротивление 1 км пути, емкости, допустимые токи на провода и т. д.).  

[c.339]

Разряд АБ осуществляют при проведении КТЦ в тех же группах, в которых проводился заряд этих батарей. Для перехода с заряда на разряд отключают АБ групп, в которых будет проводиться разряд АБ устанавливают переключатели режима работы в положение Разряд , полностью вводят сопротивление резисторов задействованных групп и включают автоматы групп. Резисторами выставляют необходимые значения разрядных токов, контролируя и сопротивление резистора какой-либо группы окажется недостаточным для уменьшения тока до заданного значения, переключают батареи в другую группу с меньшим допустимым током.  

[c.156]


При подборе основных материалов для проводки необходимо также учитывать допустимые нагрузки на провода и токи плавких вставок. Эти данные приведены в табл. 59.  [c.481]

Обычная принципиальная схема электрического дренажа приведена на рис. 193. Основным звеном электрического дренажа является провод, соединяющий защищаемое сооружение с отрицательным полюсом источника тока. Вследствие малого сопротивления соединительного провода ток, собранный трубопроводом на катодных зонах, не переходит в почву, а идет в основном по дренажному соединению или к рельсам, или к отрицатель ной шине источника тока. Дополнительным оборудованием установки электрического дренажа является регулирующий реостат, амперметр, плавкий предохранитель и иногда сигнальное устройство.

Амперметр предназначен для определения величины дренируемого тока, что необходимо при его регулировке при помощи реостата, плавкий предохранитель на предельно допустимый ток устанавливается на случай короткого замыкания в тяговой сети, а сигнальное устройство указывает на аварию дренажа.  [c.354]

В открытом состоянии тиристор проводит прямой ток /пр, величина которого определяется внещней нагрузкой. Допустимое значение тока /пр не должно превышать номинального значения /пр.ном под которым понимается среднее за период значение тока при температуре полупроводникового перехода 4-120°С, температуре охлаждающего воздуха +40°С и его скорости 12 м сек.  [c.16]

Чтобы уставка на срабатывание реле ТРФ была возможно ближе к длительно допустимому току расщепителя фаз, реле ТРФ должно иметь высокий коэффициент возврата. Он обеспечивается работой катушки ТРФ в проводах 15Б—30. Когда ток меньше уставки ТРФ, катушка током не обтекается (разомкнуты контакты ТРФ ЗОД—30 и РВФ 15Н—15Ж), но за счет трансформаторной связи с токовой катушкой ТРФ в проводах 62—62Р в ней наводится э.

д. с. Когда реле ТРФ сработает, контакт ЗОД—30 подключает катушку ТРФ 15Б—30 к резистору / 23. Возникающий при этом ток уменьшает поток в сердечнике реле и оно будет отключаться теперь при незначительном уменьшении тока в катушке ТРФ 62—62Р.  [c.402]

Токи, приведенные в табл. 3.188, действительны независимо от количества труб и места их прокладки (в воздухе, перекрытиях, фундаментах). Длительно допустимые токи для проводов и кабелей, проложенных в коробах, а также в лотках пучками, должны приниматься для проводов —по табл. 3.188, как для проводов, проложенных в трубах, для кабелей —по табл. 3.188, как для кабелей.  [c.408]

Т аблица 3.188. Длительно допустимые токи, А, для проводов, шнуров и кабелей  

[c.409]

Длительно допустимые токи для проводов, проложенных в лотках, при однорядной прокладке (не в пучках) следует принимать, как для проводов, проложенных в воздухе.  [c.410]

Длительно допустимые токи для проводов и кабелей, прокладываемых в коробах, следует принимать по табл. 3.188, как для одиночных проводов и кабелей, проложенных открыто (в воздухе), с применением понижающих коэффициентов, указанных в табл. 3.191.  [c.410]

Таблица 3.189. Длительно допустимые токи. А, для шнуров переносных шланговых легких и средних, кабелей переносных шланговых тяжелых, кабелей шахтных гибких шланговых, прожекторных и проводов переносных с медными жилами
Примечание. Допустимые токи относятся к шнурам, проводам и кабелям как с нулевой жилой, так и без нее.  
[c.410]

Длительно допустимые токи в проводах и кабелях сетей повышенной частоты (200—10 000 Гц) для сечений до 10 мм — те же,  [c.417]

Длительно допустимые токи в проводах и кабелях с медными и алюминиевыми жилами сечением 16 мм и более приведены в книге А. П. Львова Электрические сети повышенной частоты . М. Энер-гоиздат, 1981 (Библиотека электромонтера, вып. 534).  [c.417]

Провода в коробах, понижающие коэффициенты 408 выбор уставки защиты 351 допустимые токи 410  [c.439]

Сечение проводов в ми Наибольший допустимый ток в а Сеченне проводов в им Наибольший допустимый ток в а  [c.308]

Наибольший допустимый ток в а Сечение проводов в им  [c.308]

Величины допустимых токов помехи в зависимости от длины провода 1д в километрах и длины кабельной вставки в километрах приведены в табл. 66.  

[c.601]


Защита проводов от токов к. з. осложняется большим интервалом мощностей электродвигателей механизмов в пределах одного крана. В соответствии с правилами устройства электроустановок защитные аппараты должны быть рассчитаны на ток срабатывания не выше 450% продолжительного тока защищаемой цепи. Этими же правилами для проводов и кабелей, работающих с повторно-кратковременной нагрузкой, допустимый по нагреву ток определяется выражением  [c. 122]

Величина допустимого тока нагрузки зависит от сечения провода, марки и способа его прокладки (табл. 2.26). Нормы нагрузки регламентированы ПУЭ [10] и каталогами на провода и кабельные изделия.  [c.179]

Электрические параметры и конструктивные данные проводов СИП, включая допустимые токи нагрузки, приведены в таблицах 2.8-2.10, а соответствующие сведения о проводах типа САП — САСП даны в таблицах 2.11-2.12 [2, 5].  [c.25]

Электрические параметры и констру(стивные данные проводов СИП, включая допустимые токи нагрузки, приведены в табл.2. 12—2.14, а соответствующие сведения о проводах типа САП — САСП — в табл. 2.15, 2.16 [6, 7].  [c.78]

Сечение выбирается по нагреву, т. е. по допустимому току» для данного сечения, который обеспечивает нагрев в допустимых пределах и иногда проверяется по экономической плотност1И тока.. Проверка на термическую и динамическую устойчивость не производится, так как речь идет о выборе проводов, главным образом для монтажа оборудования и агрегатов напряжением до-500 в при сравнительно небольших токах.

Подключение рассматриваемого оборудования производится от цеховых распределительных сетей.  [c.111]

Сечения про одов в мм Наибольший допустимый ток в а Сечение проводов в мм Наибольший допустимый ток в а  [c.251]

Общее сечение всех проволочек жилы должно быть определенной величины (чтобы исключить возможность перегрева про-водор) и обычно определяется по таблицам, в которых для стандартных сечений различных типов проводов даются предельно допустимые токи  [c.224]

При протекании тока провода нагреваются. В практических условиях пользуются таблицами значений длительно допустимых токов /н, рассчитанных для определенного типа проводов, которые не вызывают перегрева выше допустимого. Такие нормативные данные для проводов с алюминиевыми жилами с резиновой и по-лихлорвиниловой изоляцией приведены в прилож. 6.  [c.134]

Выпускаемые биметаллические термореле [36, 63] работают при окружающей температуре -1-15 +25° С и влажности 50 Н- 75%. Время срабатывания 6 и 12 сек. Рабочее напряжение 48 в. Сопротивление 600 и 800 о.и, Обмотка из провода ПЭШОК 0,08 в 485 и 670 витков. Допустимый ток через контакты 0,2 а.  [c.654]

Выключатели типа АП50-ЗМТ состоят из основания 1, пластмассового корпуса 2, подвижного контакта 4, тепловых расцепителей 6. Тепловые расцепители 6 срабатывают с выдержкой времени, находящейся в обратной зависимости от тока. Применяемые магнитные расцепители 7 срабатывают без выдержки времени при токах, превышающих значения допустимого тока электродвигателя. Подвижной контакт 4 соединен гибким проводом 5 с тепловым расцепителем 6, который имеет электрическую связь с одним концом катушки электромагнитного расцепителя, а второй конец катушки соединен с выводом автоматического выключателя. Подвижные контакты 4 монтируются на траверсе 9, которая механически связана с кнопками Включено , Отключено . При нажатии кнопки Включено траверса 9 поворачивается и нажимает на подвижные контакты 4, которые соприкасаются с неподвижными контактами 3. В корпусе автоматического выключателя имеются дуго-  [c.106]

При проектировании коротких сетей, кроме расположения щин, следует уделять внимание подбору материалов. Предпочтительно, например, пользоваться полыми проводниками их удобно охлаждать водой, снижается вес токопровода, сердце-вина сплошного проводника плохо проводит переменный ток (скин-эффект). Для шин, проходящих ная колошником, где температура газов 400—450°, водяное охлаждение необходимо. Для медных шин допустимая плотность тока составляет 1,5— 2,0 а/мм» , для алюминиевых 0,75—0,8 а1мм .  [c.174]


Площадь сечения проводов и кабелей в зависимости от силы тока, расчет необходимого сечения кабеля

Если старая проводка вышла из строя нужно её заменить, но прежде чем менять на аналогичную, узнайте, почему произошла проблема со старой. Возможно, что было просто механическое повреждение, или изоляция пришла в негодность, а еще более весомой проблемой является – выход из строя проводки из-за превышения допустимой нагрузки.

Чем отличается кабельная продукция, какие основные характеристики?

Начнем с того, что определяется, какое напряжение в сети, в которой будут работать кабеля. Для бытовых сетей часто применяются кабеля и провода типа ВВГ, ПУГНП (только он запрещен современными требованиями ПУЭ из-за больших допусков по сечению при производстве, до 30%, и допустимой толщине изолирующего слоя 0.3мм, против 0.4 в ПУЭ), ШВВП и другие.

Если отойти от определений провод от кабеля отличается минимально, в основном по определению в ГОСТе или ТУ по которому он производится. Ведь на рынке есть большое количество проводов с 2-3 жилами и двумя слоями изоляции, например тот же ПУГНП или ПУНП.

Допустимое напряжение определяется изоляцией кабеля

Для выбора кабеля кроме напряжения принимают во внимание и условия, в которых он будет работать, для подключения движущегося инструмента и оборудования он должен быть гибким, для подключения неподвижных элементов, в принципе, все равно, но лучше предпочесть кабель с монолитной жилой.

Решающим фактором при покупке является площадь поперечного сечения жилы, она измеряется в мм2, от неё и зависит способность проводника выдерживать длительную нагрузку.

Что влияет на допустимый ток через кабель?

Для начала обратимся к основам физики. Есть такой закон Джоуля-Ленца, он был открыт независимо друг от друга двумя ученными Джеймсом Джоулем (в 1841) и Эмилием Ленцом (в 1842), поэтому и получил двойное название. Так вот этот закон количественно описывает тепловое действие электрического тока протекающего через проводник.

Если выразить его через плотность тока получится такая формула:

Расшифровка: w – мощность выделения тепла в единице объема, вектор j – плотность тока через проводник измеряется в Амперах на мм2. Для медного провода принимают от 6 до 10 А на миллиметр площади, где 6 – рабочая плотность, а 10 кратковременная. вектор E – напряженность электрического поля. σ – проводимость среды.

Так как проводимость обратно пропорциональна сопротивлению: σ=1/R

Если выразить закон Джоуля-Ленца через количество теплоты в интегральной форме, то:

Таким образом, dQ – количество теплоты, которое выделится за промежуток времени dt в цепи, где протекает ток I, через проводник сопротивлением R.

То есть количество тепла прямо пропорционально току и сопротивлению. Чем больше ток и сопротивление – тем больше выделяется тепла. Это опасно тем, что в определенный момент количество тепла достигнет такого значения, что у проводов плавится изоляция. Вы могли замечать, что провода дешевых кипятильников ощутимо теплеют во время работы, это оно и есть.

Если выделяется мощность на кабеле, значит, падает и напряжение на его концах, подключенных к нагрузке.

В калькуляторах для расчета сечений кабеля, обычно задаются такие параметры:

Чем больше сопротивление – тем больше упадет напряжение и нагреется кабель, поскольку на нем выделится мощность (P=UI, где U падение напряжения на кабеле, I – ток, протекающий через него).

Все расчеты свелись к току и сопротивлению. Сопротивление проводника вычисляется по формуле:

Здесь: ρ (ро) – удельное сопротивление, l – длина кабеля, S – площадь поперечного сечения.

Удельное сопротивление зависит от структуры металла, величины удельных сопротивлений можно определить из таблицы.

В проводке в основном используются алюминий и медь. У меди сопротивление 1.68*10-8 Ом*мм2/м., а у аллюминия в 1.8 раза больше чем у меди, равняется 2.82*10-8 Ом*мм2/м. Это значит, что алюминиевый провод нагреется почти в 2 раза сильнее, чем медный при одинаковом сечении и токе. Отсюда следует, что для прокладки проводки придется покупать более толстый алюминиевый провод, к тому же жилы легко повредить.

Поэтому медные провода вытеснили с домашней проводки медные, а применение аллюминия в проводке запрещено, разрешается только применение алюминиевых кабелей для монтажа очень мощных электроустановок, потребляющих большой ток, тогда используют провод из аллюминия сечением больше 16 мм2 (смотрите — Почему алюминиевый кабль нельзя использовать в электропроводке)

Как определить сопротивление провода по диаметру жилы?

Бывают случаи, когда площадь поперечного сечения жилы не известна, поэтому можно посчитать по диаметру. Для определения диаметра монолитной жилы можно использовать штангенциркуль, если его нет, то возьмите стержень, например шариковую ручку или гвоздь, намотайте плотно 10 витков провода на него, и измерьте линейкой длину получившейся спирали, разделив эту длину на 10 – вы получите диаметр жилы.

Для определения общего диаметра многопроволочной жилы, измерьте диаметр каждой жилы и умножьте на их количество.

Дальше считают поперечное сечение по этой формуле:

И вновь возвращаются к этой формуле для расчета сопротивления провода:

Как определить необходимую площадь сечения провода?

Самый простой вариант – определить площадь сечения жил по таблице. Он подходит для расчета не слишком длинных линий проложенных в нормальных условиях (с нормальной температурой окружающей среды). Также так можно подобрать провод для удлинителя. Обратите внимание, что в таблице указаны сечения при определенном токе и мощности в однофазной и трёхфазной сети для аллюминия и меди.

При расчете длинных линий (больше 10 метров) такой таблицей лучше не пользоваться. Нужно провести расчеты. Быстрее всего воспользоваться калькулятором. Алгоритм расчета такой:

Берут допустимые потери по напряжению (не более 5%), это значит что при напряжении в сети 220В и допустимым потерям напряжения в 5% на кабеле падение напряжения (от конца до конца) не должно превышать:

5%*220=11В.

Теперь, зная ток, который будет протекать, мы может вычислить сопротивление кабеля. В двух проводной линии сопротивление умножают на 2, так как ток течет по двум проводам, при линии длиной в 10м, общая длина проводников – 20м.

Отсюда по вышеприведенным формулам вычисляют необходимое поперечное сечение кабеля.

Вы можете сделать это автоматически со своего смартфона, с помощью приложений «Мобильный электрик» и electroDroid. Только в калькуляторе задается не общая длина проводов, а именно длина линии от источника питания к приемнику электричества.

Заключение

Правильно рассчитанная проводка это уже 50% залог её успешного функционирования, вторая половина зависит от правильности монтажа. Следует учитывать все особенности проводки, максимальную потребляемую мощность всеми потребителями. При этом введите запас по допустимому току на 20-40% «на всякий случай».

Из-за чего нагреваются электрические провода

На безопасность эксплуатации электрического оборудования и приборов влияет множество факторов. Каждый из них необходимо учитывать при проведении электромонтажных работ. Более всего на работу электроприборов может повлиять нагрев электрических проводов во время их эксплуатации. Таким свойством обладает любой провод, и это при подключении потребителей электроэнергии, при устройстве проводки при выборе кабеля и допустимой величины подключаемой нагрузки. Что вызывает нагрев провода в момент прохождения через него электричества?

Сама природа электрического тока является причиной нагрева проводов. Еще из курса школьной физики известно, что ток – это упорядоченное перемещение заряженных частиц (электронов), на которые действует электрическое поле, по проводнику. Но поскольку у любого металла кристаллическая решетка внутри соединена высокими молекулярными связями, то электронам во время своего движения приходится их с усилием преодолевать. При этом высвобождается большое количество тепла, а освобождающаяся энергия преображается в тепловую. Такое выделение тепла происходит во время трения предметов. И хотя это немного грубоватое сравнение, зато наглядное. Проходя по проводнику, электроны «трутся» об атомы, из которых состоит кристаллическая решетка, что вызывает выделение тепла.

Процесс, при котором электрическая энергия преобразовывается в тепловую, с одной стороны, можно назвать ценным свойством, но с другой стороны – это крайне нежелательный эффект. Используя эту особенность, были созданы самые разные нагревательные приборы и оборудование, начиная от обычных бытовых электрочайников, и заканчивая промышленными электропечами. Этот же эффект лежит в основе каждого электрического осветительного прибора. Человек давно заметил свойство электрического тока нагреваться при прохождении через металл и научился эффективно применять его на практике.

Вместе с тем нагрев провода может привести к крайне нежелательным последствиям. При нагревании электродвигателя, обмотки трансформатора и другого оборудования эффективность его использования снижается. Если при этом будет превышена допустимая температура, то оборудование может выйти из строя. Иногда температура нагрева электрического кабеля или провода, который соединяет потребителя с источником электроснабжения, может превысить все допустимые нормы, и тогда последствия будут самые непредсказуемые. Если определенная температура изолированного провода будет превышено, то это может вызвать возгорание изоляции. Даже если возгорание не произойдет, то изоляция может оплавиться, что снизит ее эксплуатационные свойства и может привести к короткому замыканию. В такой ситуации эффективная работа защитного оборудования может предотвратить возможное возгорание. Можно сказать, что нагревание кабеля относится к одним из основных пожароопасных факторов. Замыкание проводки чаще всего приводит к пожарам, как в жилых, так и в коммерческих объектах. Кроме того, под длительным воздействием тепла могут измениться механические свойства металла. Изменения в структуре металла могут вызвать обрыв проводов в линиях ЛЭП, что не только принесет определенные финансовые убытки, но и создать опасную для жизни людей ситуацию.

У каждого изолированного провода или кабеля имеется допустимый предел температуры нагрева, величина которой напрямую связана со свойством используемой изоляции. Если у провода изоляция резиновая, то максимально допустимая температура нагрева должна быть не больше 50-65 градусов, провода с бумажной изоляцией могут выдержать нагрев до 80 градусов. Провода, изоляция которых произведена из современных полимерных материалов этот показатель намного выше. Такая изоляция спокойно переносит нагрев до 100 градусов. На каждой марке кабеля или провода допустимо разрешенная температура нагрева указывается непосредственно производителем.

Чтобы избежать перегрева проводника и возможных негативных последствий, необходимо правильно выбирать кабель для различных видов подключения, учитывать каждый фактор, влияющий на нагрев электрического кабеля и степень нагрева самого кабеля. Выяснить это можно при помощи формул из обычного школьного курса физики.

Основная формула по преобразованию электрической энергии в тепловую вытекает из закона Джоуля-Ленца:

Q = I2Rt2, где

  • Q – обозначает тепло, которое выделяется в момент прохождения электрического тока по проводу,
  • I – значение силы тока,
  • R – сопротивление проводника,
  • t – обозначает время, за которое электрический ток проходит через проводник.

Чем выше сопротивление и нагрузка, тем сильней нагревается электрический провод. Кроме того, величина выделяемой теплоты относится прямо пропорционально ко времени прохождения тока по проводнику. Если говорить о скорости нагрева, то на нее влияет действующая электрическая мощность. Определить ее можно произведением напряжения на силу тока (P=UI). Более доступно это можно охарактеризовать следующими словами: провод будет нагреваться интенсивней, если к нему будут подключены потребители с большой мощностью. 

С помощью этих несложных расчетов можно определить параметры, от которых зависит скорость нагрева проводов. Номинальная мощность всех без исключения подключенных проводников влияет на силу тока. От этого значения можно отталкиваться в расчетах. Электрическое сопротивление относится к главным параметрам, его значение может изменяться, а величина зависит от сечения кабеля и свойств металла проводника. Поэтому сечение кабеля подбирается по его мощности, благодаря чему можно контролировать электрическое сопротивление провода и рассчитать, чтобы его нагрев не превышал допустимых пределов.

Правильный выбор сечения электрического кабеля по его мощности может обеспечить безопасную эксплуатацию и экономичность электросети. Если сечение кабеля будет превышать необходимые параметры, то во время электромонтажных работ могут возникнуть неоправданные расходы. В то же время, выбирая сечение кабеля, необходимо учитывать, что в будущем к нему могут быть подключены дополнительные потребители, поэтому сечение кабеля должно несколько превышать допустимые расчеты.

Для определения сечения кабеля необходимо рассчитать значение тока, который будет потребляться при максимальной нагрузке. Чтобы это сделать, нужно суммировать номинальную мощность всех потребителей, полученное число разделить на напряжение. Зная значение тока, по специальным таблицам, которые можно найти в «Правилах устройства электроустановок», можно определить сечение провода или кабеля по мощности. Кроме того, достаточную точность можно получить, рассчитав соотношение тока к сечению кабеля. Для провода из меди допустимая сила тока равняется 10 ампер на 1 мм 2, для алюминиевого провода этот показатель составляет 8 ампер на 1 мм2. При монтаже скрытой проводки для данных значений используется поправочный коэффициент 0,8.

Допустимые сечения изолированных медных проводников на американской группе проводов


 Проверьте до пяти результатов, чтобы выполнить действие. 

Допустимое сопротивление изолированным проводам
Номинальное напряжение до 2000 В включительно, от 60 ° C до 90 ° C (от 140 ° F до 194 ° F).
Не более трех токоведущих проводников в кабеле, кабеле или земле (непосредственно под землей).
При температуре окружающей среды 30 ° C (86 ° F).
Таблица NEC 310
Проводник
Размер
(AWG / KCMIL)
60 ° C / 140 ° F

TW, UF

75 ° C / 167 ° F

RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, ZW

90 ° C / 194 ° F

TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, RHW-2, THHN, THHW, THW-2, THWN-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ- 2, ZW

18 14
16 18
14 * 15 20 25
12 * 20 25 30
10 * 30 35 40
8 40 50 55
6 55 65 75
4 70 85 95
3 85 100 115
2 95 115 130
1 110 130 145
1/0 125 150 170
2/0 145 175 195
3/0 165 200 225
4/0 195 230 260
250 215 255 290
300 240 285 320
350 260 310 350
400 280 335 380
500 320 380 430
600 350 420 475
700 385 460 520
750 400 475 535
800 410 490 555
900 435 520 585
1000 455 545 615

* Проводники малого диаметра. Если специально не разрешено в 240,4 (E) — (G), защита от перегрузки по току не должна превышать
15 ампер для 14 AWG, 20 ампер для 12 AWG и 30 ампер для меди 10 AWG; или 15 ампер для 12 AWG
и 25 ампер для алюминия 10 AWG и алюминия, плакированного медью, после применения любых поправочных коэффициентов для температуры окружающей среды
и количества проводников.

Видео с вопросом: Расчет минимальной площади поперечного сечения провода

Стенограмма видео

Провода, по которым ток от электростанции к подстанции, 7.Протяженность 25 километров. Они изготовлены из меди с удельным сопротивлением от 1,7 до 10 отрицательных восьми Ом-метров. Ток по проводам составляет 450 миллиампер. Мощность, рассеиваемая проводами, должна быть не более 15 Вт. Какая минимальная площадь поперечного сечения требуется для проводов, по которым проходит ток? Ответ дайте в научном представлении с точностью до одного десятичного знака.

Здесь нас спрашивают о проводах, по которым ток идет от электростанции к подстанции.Предположим, что это один из таких проводов. Нам сказали, что эти провода имеют длину 7,25 километра, которую мы обозначили здесь как 𝑙. Нам также дано удельное сопротивление 𝜌 меди, из которой сделаны эти провода, от 1,7 х 10 до отрицательных восьми Ом-метров. Нам сказали, что ток 𝐼 по проводам равен 450 миллиампер. Затем последняя информация, которую нам дают, заключается в том, что мощность, рассеиваемая проводами, должна быть не более 15 Вт. И мы обозначили это максимальное рассеивание мощности как.

Учитывая всю эту информацию, нас просят определить минимальную площадь поперечного сечения, необходимую для проводов, по которым передается ток. И давайте обозначим эту минимальную площадь поперечного сечения как 𝐴. Чтобы ответить на этот вопрос, мы можем вспомнить, что удельное сопротивление провода связано с другим свойством, сопротивлением провода, через уравнение, которое также включает длину провода и его площадь поперечного сечения. В частности, сопротивление 𝑅 провода равно его удельному сопротивлению, умноженному на его длину, деленную на площадь его поперечного сечения.

Если мы умножим обе части этого числа на на, то мы увидим, что слева в числителе сокращается с в знаменателе. Между тем, справа отменяются символы 𝐴. Это дает нам уравнение, в котором площадь поперечного сечения является предметом. Мы имеем, что 𝐴 равно удельному сопротивлению 𝜌, умноженному на длину 𝑙, деленному на сопротивление. Нам даны значения для 𝜌 и 𝑙 в правой части этого уравнения. Но мы не знаем ценности сопротивления 𝑅.Однако нам сообщают ток 𝐼 по проводам и максимальную рассеиваемую мощность 𝑃.

Напомним, что мощность 𝑃, рассеиваемая проводом или компонентом схемы, равна квадрату проходящего через него тока 𝐼, умноженного на его сопротивление 𝑅. Мы можем сделать 𝑅 объектом, разделив обе стороны на 𝐼 в квадрате, так что справа в квадрате в числителе сокращается с в квадрате в знаменателе. Затем, меняя местами левую и правую части уравнения, мы получаем, что равно 𝑃, деленному на в квадрате.Если мы используем наши значения для тока через провод и максимальной мощности, рассеиваемой этим проводом 𝑃 в этом уравнении, то мы рассчитаем максимальное сопротивление 𝑅, которое может иметь этот провод.

Чтобы вычислить сопротивление в омах, нам понадобится мощность в ваттах и ​​сила тока в амперах. Однако на данный момент наше значение 𝐼 выражается в миллиамперах. Чтобы преобразовать это в единицы ампер, мы можем вспомнить, что один миллиампер равен одной тысячной ампера.Это означает, что для перехода от миллиампер к амперам мы делим на коэффициент 1000, так что ток 𝐼 равен 450, деленному на 1000 ампер. Это составляет 0,45 ампера.

Теперь мы готовы взять это значение тока вместе с нашим значением мощности 𝑃 и подставить их в это уравнение, чтобы вычислить сопротивление. Когда мы это сделаем, мы получим, максимальное сопротивление, которое могут иметь эти провода, равно 15 ваттам, разделенным на квадрат 0,45 ампера. Оценка этого дает сопротивление 𝑅 74.0740 повторяющихся Ом. Если мы теперь вернемся к этому уравнению для площади поперечного сечения, мы увидим, что теперь у нас есть значения для всех трех величин в правой части. Кстати, мы должны заметить, что делим на это максимальное сопротивление 𝑅, которое могут иметь провода. То есть для большего значения 𝑅 мы получим меньшее значение. Итак, используя в этом уравнении наше значение максимального сопротивления, которое могут иметь провода, мы рассчитаем их минимально допустимую площадь поперечного сечения, а это именно то, что нас просят найти.

Однако, прежде чем подставлять значения, нам нужно выполнить еще одно преобразование единиц измерения. У нас есть удельное сопротивление 𝜌 в ом-метрах, сопротивление 𝑅 в омах и длина в километрах. Чтобы вычислить площадь 𝐴 в квадратных метрах, нам нужно преобразовать значение 𝑙 из километров в метры. Для этого напомним, что один километр равен 1000 метрам. Это означает, что, чтобы преобразовать длину из километров в метры, мы умножаем ее на коэффициент 1000. Итак, мы получаем, что 𝑙 равно 7.25 раз по 1000 метров. Получается 7250 метров.

Теперь мы можем подставить наши значения для удельного сопротивления 𝜌, длины 𝑙 и сопротивления 𝑅 в это уравнение, чтобы вычислить значение 𝐴. Когда мы это делаем, мы получаем вот это выражение. Посмотрев на единицы измерения, мы можем увидеть, что омы сокращаются от числителя и знаменателя. И это оставляет нам два множителя метров в числителе, что дает нам общие единицы измерения в метрах в квадрате. Оценка выражения дает площадь поперечного сечения 𝐴, равную 1.663875 умножить на 10 до отрицательных шести метров в квадрате.

Обратите внимание, что нас просят давать ответ в экспоненциальном представлении с точностью до одного десятичного знака. Это значение, которое мы вычислили, уже указано в экспоненциальном представлении. Поэтому нам просто нужно округлить до одного десятичного знака. Когда мы это делаем, результат округляется до 1,7 умножить на 10 до отрицательных шести квадратных метров. Тогда наш ответ состоит в том, что минимальная площадь поперечного сечения, необходимая для этих проводов, составляет 1,7 умножить на 10 до отрицательных шести квадратных метров.

Размер провода — электрические системы силовой установки

Провода производятся в размерах в соответствии со стандартом, известным как американский калибр проводов (AWG).Диаметр проволоки уменьшается по мере увеличения номера калибра. Самый большой размер провода, показанный на Рисунке 4-74, — это номер 0000, а самый маленький — номер 40. Большие и меньшие размеры производятся, но обычно не используются.

Рисунок 4-74. Американский калибр для стандартной отожженной сплошной медной проволоки. [Щелкните изображение, чтобы увеличить]

Размер провода можно определить с помощью калибра. [Рис. 4-75] Этот тип датчика измеряет провода в диапазоне от номера 0 (ноль) до номера 36. Измеряемый провод вставляется в наименьший паз, в который помещается только оголенный провод.Номер калибра, соответствующий этому пазу, указывает размер провода. Гнездо имеет параллельные стороны, и его не следует путать с полукруглым отверстием в конце гнезда. Отверстие просто позволяет свободно перемещать проволоку через прорезь.

Рисунок 4-75. Калибр провода. Номер калибра

полезен для сравнения диаметров проводов, но не все типы проводов или кабелей можно точно измерить калибром. Провода большого диаметра обычно скручены для увеличения их гибкости.В таких случаях общая площадь может быть определена путем умножения площади одной жилы, обычно вычисляемой в круглых милах (обычно используется в качестве ссылки на размер провода), когда диаметр или калибр известны на количество жил в проводе или кабеле. .

Факторы, влияющие на выбор сечения провода

При выборе сечения провода для передачи и распределения электроэнергии необходимо учитывать несколько факторов. Одним из факторов является допустимая потеря мощности (потери PR) в линии.Эта потеря представляет собой электрическую энергию, преобразованную в тепло. Использование больших проводников снижает сопротивление и, следовательно, потери PR. Однако большие проводники изначально дороже мелких; они тяжелее и требуют более прочных опор.

Второй фактор — это допустимое падение напряжения (падение IR) в линии. Если источник поддерживает постоянное напряжение на входе в линию, любое изменение нагрузки в линии вызывает изменение линейного тока и, как следствие, изменение падения IR в линии.Большой разброс падения напряжения IR в линии приводит к плохой стабилизации напряжения на нагрузке. Очевидное средство — уменьшить ток или сопротивление. Уменьшение тока нагрузки снижает количество передаваемой мощности, тогда как уменьшение сопротивления линии увеличивает размер и вес требуемых проводников. Обычно достигается компромисс, при котором изменение напряжения на нагрузке находится в допустимых пределах, а вес линейных проводов не является чрезмерным.

Третий фактор — токопроводящая способность проводника.Когда ток проходит через проводник, выделяется тепло. Температура провода повышается до тех пор, пока тепло, излучаемое или рассеиваемое другим способом, не сравняется с теплом, выделяемым при прохождении тока через линию. Если проводник изолирован, тепло, выделяемое в проводнике, не так легко отводится, как если бы проводник не был изолирован. Таким образом, чтобы защитить изоляцию от чрезмерного нагрева, ток через проводник должен поддерживаться ниже определенного значения.

Рисунок 4-76.Максимальный ток и сопротивление медной проволоки. [Щелкните изображение, чтобы увеличить] Когда электрические проводники устанавливаются в местах с относительно высокой температурой окружающей среды, тепло, выделяемое внешними источниками, составляет значительную часть общего нагрева проводника. Необходимо учитывать влияние внешнего нагрева на допустимый ток проводника, и в каждом случае есть свои специфические ограничения. Максимально допустимая рабочая температура изолированных проводов зависит от типа используемой изоляции проводов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.