Laidų ir kabelių skerspjūvio plotas, atsižvelgiant į srovės stiprį, reikiamo kabelio skerspjūvio apskaičiavimas

Norėdami suremontuoti seną laidą arba nutiesti naują, turite pasirinkti norimo skerspjūvio laidą, kad atlaikytumėte numatytą apkrovą.

Jei senoji instaliacija netinkama, turite ją pakeisti, tačiau prieš keisdami ją į panašią, išsiaiškinkite, kodėl kilo problemų dėl senojo. Gali būti, kad įvyko tiesiog mechaninis pažeidimas arba izoliacija tapo netinkama naudoti, o dar didesnė problema yra laidų gedimas dėl leistinos apkrovos viršijimo.

Kuo skiriasi kabelių gaminiai, kokios yra pagrindinės savybės?

Pirmiausia nustatoma, kokia įtampa tinkle, kuriame veiks laidai. Buitiniams tinklams dažnai naudojami VVG, PUGNP tipo kabeliai ir laidai (tik tai draudžia šiuolaikiniai PUE reikalavimai dėl didelių skerspjūvio nuokrypių gamybos metu iki 30%, o leistinas izoliacinio sluoksnio storis yra 0,3 mm, palyginti su 0,4 PUE), ШВВП ir kiti .

Jei nutolstate nuo apibrėžimų, viela nuo laido skiriasi minimaliai, daugiausia pagal apibrėžimą GOST arba TU, pagal kurį ji pagaminta. Galų gale, rinkoje yra daugybė laidų, turinčių 2-3 laidus ir du izoliacijos sluoksnius, pavyzdžiui, tą patį PUGNP arba PUNP.

Leistiną įtampą lemia laido izoliacija

Norint pasirinkti laidą, be įtampos, atsižvelgiama į sąlygas, kuriomis jis veiks, jungdamas judantį įrankį ir įrangą jis turi būti lankstus, sujungti fiksuotus elementus, iš esmės tai nesvarbu, tačiau geriau pirmenybę teikti kabeliui su tvirta šerdimi.

Lemiamas veiksnys perkant yra šerdies skerspjūvio plotas, jis matuojamas mm2, o nuo jo priklauso laidininko sugebėjimas atlaikyti ilgą apkrovą.

Kas veikia leistiną srovę per laidą?

Pirmiausia atsigręžkime į fizikos pagrindus. Yra toks „Joule-Lenz“ įstatymas, kurį savarankiškai atrado du mokslininkai Jamesas Joule'as (1841 m.) Ir Emilijus Lenzas (1842 m.), Todėl gavo dvigubą vardą. Taigi šis dėsnis kiekybiškai apibūdina per laidininką tekančios elektros srovės šiluminį poveikį.

Jei išreiškiama srovės tankiu, gauname šią formulę:

Aiškinimas: w yra šilumos išsiskyrimo galia tūrio vienetui, vektorius j yra srovės tankis per laidininką, matuojamas amperais mm2. Varinei vielai imkite nuo 6 iki 10 A vienam milimetrui ploto, kur 6 yra darbinis tankis, o 10 - trumpalaikis. vektorius E yra elektrinio lauko stipris. σ - terpės laidumas.

Kadangi laidumas yra atvirkščiai proporcingas pasipriešinimui: σ = 1 / R

Jei Džoulio-Lenco įstatymas išreiškiamas vientisos šilumos kiekiu, tada:

Taigi dQ yra šilumos kiekis, kuris bus išleistas per laiko tarpą dt grandinėje, kurioje srovė I teka per varžos R laidininką.

Tai yra, šilumos kiekis yra tiesiogiai proporcingas srovei ir pasipriešinimui. Kuo didesnė srovė ir varža, tuo daugiau šilumos išskiriama. Tai pavojinga, nes tam tikru momentu šilumos kiekis pasiekia tokią vertę, kad izoliacija lydi ant laidų. Galbūt pastebėjote, kad pigių katilų laidai eksploatacijos metu pastebimai įkaista, štai kas.

Jei kabelis atleidžiamas nuo energijos, tada ir įtampa jo galuose, sujungtuose su kroviniu.

Skaičiuotuvuose, skirtuose kabelio skerspjūviui apskaičiuoti, paprastai nustatomi šie parametrai:

• srovės arba apkrovos galia;

• linijos ilgis;

• leistinas įtampos kritimas (paprastai procentais);

Kuo didesnis pasipriešinimas, tuo daugiau įtampos nukris ir kabelis įkaista, nes ant jo bus paleista energija (P = UI, kur U yra įtampos kritimas per laidą, I - srovė, tekanti per jį).

Visi skaičiavimai buvo sumažinti iki srovės ir atsparumo. Laidininko atsparumas apskaičiuojamas pagal formulę:

Čia: ρ (po) - varža, l yra laido ilgis, S yra skerspjūvio plotas.

Atsparumas priklauso nuo metalo struktūros, varžos vertes galima nustatyti iš lentelės.

Laidose daugiausia naudojamas aliuminis ir varis. Vario varža yra 1,68 * 10–8 omų * mm2 / m, o aliuminio 1,8 karto didesnė nei vario, tai yra 2,82 * 10–8 omų * mm2 / m. Tai reiškia, kad aliuminio viela įkaista beveik du kartus stipriau nei varinė viela, turinti tą patį skerspjūvį ir srovę. Darytina išvada, kad laidų instaliacijai turėsite nusipirkti storesnę aliuminio vielą, be to, laidai lengvai sugadinami.

Todėl variniai laidai buvo pakeisti variniais laidais iš namų instaliacijos, o aliuminį laiduose naudoti draudžiama, leidžiama naudoti tik aliuminio kabelius labai galingiems elektros įrenginiams, kurie sunaudoja didelę srovę, tada naudokite aliuminio laidą, kurio skerspjūvis yra didesnis nei 16 mm2 (žr. -Kodėl laidų negalima naudoti aliuminio kabelio)

Kaip nustatyti laido varžą pagal šerdies skersmenį?

Yra atvejų, kai šerdies skerspjūvio plotas nėra žinomas, todėl jį galima apskaičiuoti pagal skersmenį. Norėdami nustatyti monolitinės venos skersmenį, galite naudoti suportą, jei jo nėra, tada paimkite strypą, pavyzdžiui, tušinuką ar nagą, sandariai apvyniokite 10 vielos posūkių aplink jį ir išmatuokite gautos spiralės ilgį liniuote, padaliję šį ilgį iš 10 - gausite venos skersmenį.

Norėdami nustatyti bendrą kelių laidų šerdies skersmenį, išmatuokite kiekvienos šerdies skersmenį ir padauginkite iš jų skaičiaus.

Toliau apsvarstykite skerspjūvį pagal šią formulę:

Ir vėl jie grįžta prie šios vielos varžos apskaičiavimo formulės:

Kaip nustatyti reikiamą laido skerspjūvio plotą?

Paprasčiausias variantas yra nustatyti šerdies skerspjūvio plotą pagal lentelę. Tai tinka apskaičiuoti ne per ilgas eilutes, nutiestas normaliomis sąlygomis (esant normaliai aplinkos temperatūrai). Taip pat galite pasirinkti prailginimo laido laidą. Atkreipkite dėmesį, kad lentelėje parodyti tam tikros srovės ir galios skerspjūviai vienfazis ir trifazis aliuminio ir vario tinklas.

Skaičiuojant ilgas eilutes (daugiau nei 10 metrų), geriau nenaudoti tokios lentelės. Būtina atlikti skaičiavimus. Greičiausias būdas naudoti skaičiuoklę. Skaičiavimo algoritmas yra toks:

Jie patiria leistinus įtampos nuostolius (ne daugiau kaip 5%), tai reiškia, kad esant 220 V įtampai ir priimtinam 5% kabelio nuostoliams, įtampos kritimas (nuo galo iki galo) neturėtų viršyti:

5% * 220 = 11 V.

Dabar, žinodami srovę, kuri tekės, galime apskaičiuoti laido varžą. Dviejų laidų linijoje pasipriešinimas padauginamas iš 2, nes srovė teka per du laidus, o linijos ilgis yra 10 m, bendras laidininkų ilgis yra 20 m.

Iš čia pagal aukščiau pateiktas formules apskaičiuojamas reikiamas laido skerspjūvis.

Tai galite padaryti automatiškai iš savo išmaniojo telefono, naudodami „Mobile Electric“ ir „electroDroid“ programas. Tik skaičiuotuvas nenurodo bendro laidų ilgio, o linijos, einančios nuo maitinimo šaltinio iki elektros imtuvo, ilgio.

Išvada

Teisingai apskaičiuota instaliacija jau yra 50% sėkmingo jos veikimo garantija, antroji pusė priklauso nuo teisingo įrengimo. Reikėtų atsižvelgti į visus laidų naudojimo ypatumus ir maksimalų visų vartotojų suvartojamą energijos kiekį. Tuo pačiu metu „kiekvienam atvejui“ įveskite leistinos 20–40% srovės ribą.