Как да разберете колко мощност може да издържи кабел или проводник

При свързване на електрически уреди към захранващата мрежа едно от основните условия е изборът на кабел или проводник с подходяща секция. Но понякога се случва, че вече имате някакъв проводник и не сте сигурни дали е подходящ за конкретна задача.

Ако свържете твърде много натоварване на кабела, тогава той ще се загрее и може би дори ще прегрее. Поради това изолацията ще се стопи, което е опасно при късо съединение, токов удар и пожар. Това поставя въпроса: „как да разбереш колко мощност може да издържи кабел или проводник?“. Нека да го разберем!

Какво влияе на допустимата мощност?

Веднага си струва да се отбележи, че напречното сечение и мощността на кабела по принцип не са свързани помежду си. За диригента решаващата роля играе допустим непрекъснат ток, Тези стойности са описани в PUE раздел 1, глава 1.3. Факт е, че ако може да издържи ток от 16А, тогава в 220V мрежа е 3,5 кВт, за 380V е 10 кВт, а в 12V мрежа е само 192W. Следователно е разумно да се говори за допустимата мощност за кабела само в контекста на известно напрежение.

За да преобразувате киловати във ватове, просто трябва да разделите kW на 1000.

За да преобразувате ватове в ампери, трябва да разделите ватове по напрежение във волта.

А за трифазната мрежа тя също е разделена на 1,73 (корен от 3) и CosF.

CosF - коефициент на мощност, обозначен на табелата, разположена върху тялото на повечето електрически уреди.

Маса с напречно сечение и допустим ток

Има специални таблици, които описват съответствието на секцията на кабела, тока, напрежението и мощността. Но информацията в тях не винаги е валидна за избора на кабели.

Ако за изчисленията на апартаментното окабеляване, където дължината на линията рядко надвишава 15-20 метра между крайните точки, а температурата на околната среда обикновено е около 20-25 градуса, това все още е вярно ...

Но представете си ситуация, когато смятате да поставите ограда на част от частна къща и трябва да използвате електроинструмент, когато я инсталирате, и заваръчна машина, също бетонен смесител, и освен това улицата е гореща на слънце далеч над 30 градуса по Целзий. След това се нуждаете от добър удължителен кабел, за да го свържете в гаража или в къщата, и ще обходите целия периметър на обекта.

Мисля, че това е позната ситуация за вас.

Всичко по-горе включваше редица фактори, влияещи върху това колко мощност може да издържи кабелът, а именно:

1. Дължината на линията.

2. Температурата на околната среда и самия проводник.

И двата фактора влияят на съпротивлението на кабела, а това от своя страна влияе върху загубата на мощност и нагряването на проводниците. Ако изберете проводник с твърде малък напречен разрез за тази мощност, тогава при натоварване напрежението в края му ще се свие. Нежелателно е да се допускат загуби над 3-5%. В осветителните вериги е допустимо спадане на напрежението от 10%.

Съпротивление, дължина, материал, температура как са свързани?

Съпротивлението на проводника се определя по формулата

R = po * L / S

Където Po е съпротивлението на металния Ohm * кв. Мm / m, L е дължината в метри, S е площта на напречното сечение в кв. мм.

Например, специфичното съпротивление Po на медта е 0,018, а това на алуминия 0,029. Следователно в таблицата по-горе можете да видите, че със същото напречно сечение медният проводник може да издържи повече ток от алуминия. Това се дължи на загуби, за тях ще говорим по-долу.

Също така във формулата се появяват още две количества - дължината и площта на напречното сечение. Колкото е по-голяма дължината и по-малка е площта на напречното сечение, толкова по-голямо е съпротивлението. Съответно, с увеличаване на напречното сечение при постоянна дължина, съпротивлението намалява, също с намаляване на дължината.

Има една интересна аналогия с магистралата: колкото повече ленти за шофиране в една посока, толкова по-бързи коли минават и ако има много коли (голям ток) и има само по една лента във всяка посока, тогава те ще бъдат изтласкани в задръстване.

В металите съпротивлението също нараства с повишаване на температурата и съответно проводимостта намалява, с прости думи, това се дължи на факта, че при нагряване частиците в металните и носители на заряд започват произволно движение, поради което те по-често се сблъскват.

загуба

В обобщение, от какво зависят загубите:

1. Кабелен материал (алуминий или мед).

2. Дължината на линията.

3. Площта на напречното сечение.

4. Температурата на околната среда.

5. Полагане на няколко кабела в една тръба. В този случай няма условия за тяхното охлаждане, освен това температурите на съседните кабели се отразяват един на друг по-лошо.

Трябва да изберете кабела, така че получените загуби да бъдат възможно най-малки. В идеалния случай, до 3-5%. В краен случай, ако няма други опции, тогава до 10%. Наистина, при напрежение в мрежата от 220 волта 10%, това вече е 22V загуби и 192V на изхода, при условие че мрежата вече не е похабена. А при ток от поне 10А, това е 220W загуби само на проводници. Това е описано в GOST 721 и GOST 21128.

раздел

Нека да преминем към същността на въпроса „Как да разбера мощността, която кабелът може да издържи?“. Въз основа на гореизложеното е необходимо да се определи напречното сечение на проводника. За целта измерете диаметъра му. По-удобно и по-бързо е да се направи с шублер. Този метод е подходящ за всякакви секции и проводници.

Ако жицата е с едножична (монолитна) сърцевина, тогава просто трябва да измерите нейния диаметър. Ако сърцевината е гъвкава многожична, те измерват диаметъра на една жица, намират нейната площ и я умножават по общия брой на проводниците в жицата. Затова намерете общото напречно сечение на кабели и проводници.

За да изчислите напречното сечение по диаметър, трябва да го квадрат и умножите по 0,785.

Как да измерите диаметъра на кабела с линийка?

За дебели кабели няма особен проблем, просто трябва да прикрепите линийката към сърцевината, но с тънки кабели това няма да работи. Затова използвайте следния метод.

Необходимо е плътно да навиете жица 10 на отвертка или друг продълговат предмет и след това да измерите дължината на получената спирала с линийка и да я разделите на броя завои. За да определите напречното сечение на тънка вена от многожично ядро, ще е необходимо да се навива повече завои 30-50, така че да е по-удобно да се измерва.

Когато вече знаете площ на напречното сечение на кабела, можете да погледнете в таблицата и да разберете нейния допустим ток. Ако линията не е дълга (до 10 метра) и токът е по-голям от тока на очакваното натоварване, тогава можете спокойно да я използвате.

Как да опростим изчисленията?

За да избегнете изчисленията на загубите и напречните сечения, можете да използвате онлайн калкулатори или приложения за смартфони, още повече, че те работят офлайн и той винаги е с вас. Например, за потребителите на операционната система Android има приложение Mobile Electric, то има функции:

1. Изчисляването на съпротивлението на проводника с известните: материал, напречно сечение, дължина и температура.

2. Изчисляване на дължината на проводника с известно: съпротивление, температура и напречно сечение.

3. Изчислението на напречното сечение за известни: дължина, напрежение, допустими загуби, ток и температура на основния материал.

4. Изчисляване на максималната дължина на проводника с известни: напрежение, допустими загуби, материал на сърцевината, ток и температура. И други.

Те ще ви позволят да оцените допустимата мощност и да изберете правилния проводник за конкретна мощност.

В допълнение към това приложение има и други, разгледах какво използвам в работата си.

заключение

За да обобщим. За да разберете дали кабелът или проводникът могат да издържат натоварването, трябва да определите:

1. Материалът, от който са направени сърцевините.

2. Тяхното напречно сечение.

3. Дължината на линията.

4. Натоварващият ток.

След това направете изчисления или използвайте калкулатори.